DE102021002532A1 - Component for tempering at least one component of a motor vehicle and method for producing such a component - Google Patents

Component for tempering at least one component of a motor vehicle and method for producing such a component Download PDF

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Arnd Bressel
Jens Hüger
Marcus Rieth
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil (10) zum Temperieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit einem Trägerelement (12), mit einem Zwischenelement (14), welches eine Aufnahme (18) aufweist, und mit einem separat von dem Trägerelement (12) und separat von dem Zwischenelement (14) ausgebildete Leitungselement (16), welches wenigstens einen Aufnahmebereich (20) zum zumindest vorübergehenden Aufnehmen eines Temperierfluids zum Temperieren der Komponente aufweist, zumindest teilweise in der Aufnahme (18) angeordnet und dadurch zumindest teilweise von dem Zwischenelement (14) umgeben ist und unter Vermittlung des Zwischenelements (14), über welches Wärme zwischen dem Leitungselement (16) und dem Trägerelement (12) austauschbar ist, mit dem Trägerelement (12) gefügt ist.The invention relates to a component (10) for controlling the temperature of at least one component of a motor vehicle, with a carrier element (12), with an intermediate element (14) which has a receptacle (18), and with a separately from the carrier element (12). line element (16) formed by the intermediate element (14) and having at least one receiving area (20) for at least temporarily receiving a temperature control fluid for temperature control of the component, at least partially arranged in the receptacle (18) and thereby at least partially separated from the intermediate element (14) is surrounded and is joined to the carrier element (12) by means of the intermediate element (14), via which heat can be exchanged between the line element (16) and the carrier element (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil zum Temperieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauteils.The invention relates to a component for controlling the temperature of at least one component of a motor vehicle. The invention also relates to a method for producing such a component.

Der DE 10 2019 207 808 A1 ist eine Kälteplattenanordnung als bekannt zu entnehmen. Außerdem offenbart die US 2006/0272802 A1 eine Kühlplatte.Of the DE 10 2019 207 808 A1 a cold plate arrangement can be seen as known. In addition, the U.S. 2006/0272802 A1 a cold plate.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauteil zum Temperieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauteils zu schaffen, sodass besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils realisiert werden können.The object of the present invention is to create a component for temperature control of at least one component of a motor vehicle and a method for producing such a component, so that particularly advantageous properties of the component can be realized.

Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a component having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 8 . Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Bauteil zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen einer Komponente eines beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Bei der Komponente handelt es sich beispielsweise um ein Batteriesystem oder um eine Batterie zum, insbesondere elektrochemischen, Speichern von elektrischer Energie, mit welcher beispielsweise eine elektrische Maschine zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs versorgbar ist. Das Bauteil umfasst ein Trägerelement, welches auch als Grundmaterial bezeichnet wird oder aus einem Grundmaterial gebildet ist. Des Weiteren umfasst das Bauteil ein Zwischenelement, welches eine Aufnahme aufweist. Beispielsweise ist das Zwischenelement separat von dem Trägerelement ausgebildet. Vorzugsweise ist das Zwischenelement mit dem Trägerelement (Grundmaterial) gefügt, das heißt verbunden. Das Bauteil umfasst außerdem ein separat von dem Trägerelement und separat von dem Zwischenelement ausgebildetes Leitungselement, welches wenigstens einen Aufnahmebereich zum zumindest vorübergehenden Aufnehmen eines beispielsweise flüssigen Temperierfluids zum Temperieren, das heißt Kühlen und/oder Erwärmen der Komponente aufweist. Das Leitungselement ist zumindest teilweise in der auch als Ausnehmung oder Aussparung bezeichneten Aufnahme angeordnet und dadurch zumindest teilweise von dem Zwischenelement umgeben. Das Leitungselement ist unter Vermittlung des Zwischenelements mit dem Trägerelement gefügt, das heißt verbunden, wobei es insbesondere vorgesehen sein kann, dass das Leitungselement mit dem Zwischenelement gefügt, das heißt verbunden ist. Über das Zwischenelement kann Wärme zwischen dem Leitungselement und dem Trägerelement ausgetauscht werden. Somit ist oder fungiert das Zwischenelement als eine Wärmeübertragungsstruktur, über welche zwischen dem Trägerelement (Grundmaterial) und dem auch als Körper ausgebildeten oder als Körper bezeichneten Leitungselement Wärme übertragen und somit ausgetauscht werden kann. Außerdem kann Wärme zwischen dem Leitungselement und dem einfach auch als Fluid bezeichneten Temperierfluid ausgetauscht werden, sodass über das Leitungselement und das Zwischenelement Wärme zwischen dem Trägerelement und dem Temperierfluid ausgetauscht und somit übertragen werden kann. Beispielsweise kann zwischen dem Trägerelement und der Komponente Wärme ausgetauscht werden, sodass beispielsweise über das Leitungselement, das Zwischenelement und das Trägerelement Wärme zwischen dem Temperierfluid und der Komponente ausgetauscht werden kann. Dadurch kann die Komponente mittels des Temperierfluids temperiert, das heißt erwärmt und/oder gekühlt werden. Vorzugsweise sind das Trägerelement und das Leitungselement und vorzugsweise auch das Zwischenelement separat voneinander ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Trägerelement und das Leitungselement und vorzugsweise auch das Zwischenelement herkömmlich, das heißt nicht durch ein generatives Fertigungsverfahren hergestellt sind, sodass das erfindungsgemäße Bauelement ohne additive Fertigung, das heißt ohne additiv gefertigte Strukturen hergestellt werden kann. Beispielsweise ist das Leitungselement oder der Aufnahmebereich ein Temperierkanal, welcher insbesondere dann als Kühlkanal fungieren kann, wenn das Temperierfluid eine geringere Temperatur als die Komponente aufweist. Dadurch kann die Komponente gekühlt werden.A first aspect of the invention relates to a component for temperature control, ie for cooling and/or heating a component of a motor vehicle designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car. The component is, for example, a battery system or a battery for storing, in particular electrochemically, electrical energy with which, for example, an electrical machine for, in particular, purely electrically driving the motor vehicle can be supplied. The component includes a carrier element, which is also referred to as the base material or is formed from a base material. Furthermore, the component includes an intermediate element which has a receptacle. For example, the intermediate element is formed separately from the carrier element. The intermediate element is preferably joined, that is to say connected, to the carrier element (base material). The component also includes a line element formed separately from the carrier element and separately from the intermediate element, which has at least one receiving area for at least temporarily receiving a liquid temperature control fluid, for example, for temperature control, ie cooling and/or heating the component. The line element is at least partially arranged in the receptacle, also referred to as a recess or cutout, and is thereby at least partially surrounded by the intermediate element. The line element is joined, ie connected, to the carrier element through the intermediary of the intermediate element, it being possible in particular for the line element to be joined, ie connected, to the intermediate element. Heat can be exchanged between the line element and the carrier element via the intermediate element. Thus, the intermediate element is or functions as a heat transfer structure, via which heat can be transferred and thus exchanged between the carrier element (base material) and the line element, which is also designed as a body or is referred to as a body. In addition, heat can be exchanged between the line element and the tempering fluid, also referred to simply as fluid, so that heat can be exchanged between the carrier element and the tempering fluid and thus transmitted via the line element and the intermediate element. For example, heat can be exchanged between the carrier element and the component, so that heat can be exchanged between the tempering fluid and the component, for example via the line element, the intermediate element and the carrier element. As a result, the temperature of the component can be controlled by means of the temperature control fluid, that is to say it can be heated and/or cooled. The carrier element and the line element and preferably also the intermediate element are preferably formed separately from one another. In particular, it can be provided that the carrier element and the line element and preferably also the intermediate element are produced conventionally, ie not by an additive manufacturing process, so that the component according to the invention can be produced without additive manufacturing, ie without additively manufactured structures. For example, the line element or the receiving area is a temperature control channel, which can function as a cooling channel in particular when the temperature control fluid has a lower temperature than the component. This allows the component to be cooled.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a method for producing a component according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Zum Wärmetransport, insbesondere zur Kühlung von Batteriesystemen, können großflächige Kühlplatten beispielsweise aus Aluminiumwerkstoffen zum Einsatz kommen. Insbesondere das Trägerelement kann als eine solche Kühlplatte ausgebildet sein. Die Herstellung dieser Systeme kann aufgrund von großen Bauteilflächen mit klassischem Verfahren verzugskritisch sein. Vor allem sind solche Systeme aktuell nicht oder nur sehr aufwendig reparaturfähig, was insbesondere im Falle von Undichtigkeiten zu hohen Kosten führen kann. Die Erfindung löst nun die oben genannten Probleme, insbesondere das Problem der Reparaturfähigkeit, sodass ein vorteilhafter Nachhaltigkeitsbeitrag geschaffen werden kann. Das Zwischenelement ist beispielsweise eine auf das Trägerelement aufgebrachte und hierdurch mit dem Trägerelement verbundene, mithin einem Trägerelement gehaltene Struktur, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Trägerelement konventionell gefertigt, das heißt nicht additiv gefertigt ist. Insbesondere kann das Trägerelement eine Grundplatte, insbesondere eine konventionell gefertigte Grundplatte, sein. Beispielsweise ist das Zwischenelement (Struktur) mittels Schmelzschweißen, Laserschweißen, Reibschweißen, Rührreibschweißen und/oder mittels eines Klebeverfahrens und/oder mittels eines elektromagnetischen Fügeverfahrens (EMPT-Verfahren) auf das Trägerelement aufgebracht und dadurch insbesondere mit dem Trägerelement verbunden, mithin mit dem Trägerelement gefügt beziehungsweise an dem Trägerelement gehalten. Außerdem ist das Leitungselement über das mit dem Trägerelement gefügte Zwischenelement an das Trägerelement angebunden und somit mit dem Trägerelement gefügt, sodass insbesondere eine Anbindung des beispielsweise als Kühlkanal fungierenden oder als Kühlkanal ausgebildeten Leitungselements an das Trägerelement über das auf das Trägerelement aufgebrachte Zwischenelement vorgesehen ist. Beispielsweise ist das Zwischenelement als ein Strangpressprofil ausgebildet. Das Zwischenelement kann ebenso auch als Gussbauteil, als Umformbauteil, als mechanisch bearbeitetes Halbzeug oder als mittels eines anderen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteils ausgebildet sein. Das Zwischenelement ermöglicht einen besonders vorteilhaften Wärmeübergang beziehungsweise Wärmeaustausch, insbesondere zwischen dem Leitungselement und der zu kühlenden und/oder wärmenden Komponente. Beispielsweise wird das vorzugsweise separat gefertigte Leitungselement mittels eines bevorzugt gut wärmeleitfähigen Klebstoffs in die Struktur (Zwischenelement) eingebunden, das heißt an die Struktur angebunden und dabei insbesondere mit der Struktur verklebt und dadurch mit der Struktur verbunden. Es ist aber auch möglich, den beispielsweise als ein von dem Temperierfluid durchströmbarer Kanal, insbesondere Kühlkanal, ausgebildeten Aufnahmebereich bereits in die aufgebrachte Struktur (Zwischenelement) zu integrieren, sodass beispielsweise das Zwischenelement den Aufnahmebereich, insbesondere direkt, bildet oder begrenzt, sodass beispielsweise das Leitungselement entfallen kann. Insbesondere durch gezielte Konturierung der aufgebrachten Struktur (Zwischenelement) können Bereiche mit hoher thermischer Last gezielt verstärkt an das Leitungselement angebunden werden, ohne eine übermäßig komplexe Strömungsführung einführen zu müssen.The invention is based in particular on the following findings and considerations: large-area cooling plates made of aluminum materials, for example, can be used for heat transport, in particular for cooling battery systems. In particular, the carrier element can be designed as such a cooling plate. The production of these systems can be warpage-critical due to large component surfaces with classic methods. Above all, such systems are currently not or only very expensive to repair capable, which can lead to high costs, especially in the case of leaks. The invention now solves the problems mentioned above, in particular the problem of repairability, so that an advantageous contribution to sustainability can be created. The intermediate element is, for example, a structure applied to the carrier element and thereby connected to the carrier element and thus held by a carrier element, it being preferably provided that the carrier element is manufactured conventionally, ie is not manufactured additively. In particular, the carrier element can be a base plate, in particular a conventionally manufactured base plate. For example, the intermediate element (structure) is applied to the carrier element by means of fusion welding, laser welding, friction welding, friction stir welding and/or by means of an adhesive method and/or by means of an electromagnetic joining method (EMPT method) and is thereby connected in particular to the carrier element, and therefore joined to the carrier element or held on the carrier element. In addition, the line element is connected to the carrier element via the intermediate element joined to the carrier element and is thus joined to the carrier element, so that in particular the line element that functions as a cooling channel or is designed as a cooling channel is connected to the carrier element via the intermediate element applied to the carrier element. For example, the intermediate element is designed as an extruded profile. The intermediate element can also be designed as a cast component, as a formed component, as a machined semi-finished product or as a component produced by means of another manufacturing process. The intermediate element enables a particularly advantageous heat transfer or heat exchange, in particular between the line element and the component to be cooled and/or heated. For example, the line element, which is preferably manufactured separately, is integrated into the structure (intermediate element) by means of an adhesive that preferably has good thermal conductivity, ie connected to the structure and in particular glued to the structure and thereby connected to the structure. However, it is also possible to already integrate the receiving area, which is embodied, for example, as a channel through which the tempering fluid can flow, in particular a cooling channel, into the applied structure (intermediate element), so that, for example, the intermediate element forms or delimits the receiving area, in particular directly, so that, for example, the line element can be omitted. In particular, through targeted contouring of the applied structure (intermediate element), areas with a high thermal load can be connected to the line element in a targeted manner, without having to introduce an overly complex flow guide.

Heutige Batterien oder Batteriesysteme sind aufgrund gelöteter, nicht austauschbarer Bauteile nicht oder nur unter extremen Kosten reparaturfähig, sobald eine Kühlungsmatrix mechanisch und/oder durch Korrosion beschädigt wird. Dies verursacht Nachteile. Gelötete Strukturen können zu signifikantem Verzug der ausgehenden Bauteile führen und verhindern moderne Fügeverfahren zum dichten Verschluss von Gehäusen. Zusätzlich kommt es durch Einsatz von Flussmitteln beim Lötprozess zur Verringerung der Korrosionsbeständigkeit im Kühlmittel. Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können durch die Erfindung vermieden werden. Insbesondere können durch die Erfindung zumindest die folgenden Vorteile realisiert werden:

  • - reparaturfähiges Bauteil zum Wärmetransport, insbesondere für Batteriesysteme
  • - hoher Nachhaltigkeitsbeitrag bei batterieelektrischen Fahrzeugen,
  • - Kostenreduzierung,
  • - Optimierung der Wärmeabfuhr bei Verringerung der Komplexität der Kühlstruktur,
  • - höhere Korrosionsbeständigkeit des Bauteils und Verringerung der Korrosionsgefahr im Kühlkreislauf, da im Gegensatz zu konventionellen gelöteten Bauteilen kein Flussmittel zum Einsatz kommt,
  • - einfaches Fertigungsverfahren mit geringem Verzug des Grundmaterials.
Due to soldered, non-replaceable components, today's batteries or battery systems cannot be repaired or can only be repaired at extreme cost as soon as a cooling matrix is damaged mechanically and/or by corrosion. This causes disadvantages. Soldered structures can lead to significant distortion of the outgoing components and prevent modern joining methods for the tight closure of housings. In addition, the use of fluxes in the soldering process reduces the corrosion resistance in the coolant. The problems and disadvantages mentioned above can be avoided by the invention. In particular, at least the following advantages can be realized by the invention:
  • - Repairable component for heat transport, especially for battery systems
  • - high sustainability contribution for battery electric vehicles,
  • - cost reduction,
  • - optimization of heat dissipation while reducing the complexity of the cooling structure,
  • - higher corrosion resistance of the component and reduction of the risk of corrosion in the cooling circuit, since no flux is used in contrast to conventional soldered components,
  • - Simple manufacturing process with little distortion of the base material.

Bei dem Verfahren werden beispielsweise das Grundmaterial (Trägerelement) und das Zwischenelement, insbesondere in jeweils bereits hergestelltem Zustand, bereitgestellt. Daraufhin wird beispielsweise das Zwischenelement auf das Grundmaterial gefügt und dadurch mit dem Grundmaterial verbunden. Daraufhin wird beispielsweise ein Zwischenstoff auf das Zwischenelement aufgebracht, wobei vorzugsweise der Zwischenstoff Klebeeigenschaften und/oder eine hohe Wärmeleitungseigenschaft aufweist. Daraufhin wird beispielsweise das Leitungselement eingebracht, insbesondere in die Aufnahme. Mit anderen Worten wird beispielsweise das Leitungselement zumindest teilweise in der Aufnahme angeordnet, insbesondere derart, dass das Leitungselement zumindest teilweise und/oder direkt von dem Zwischenstoff kontaktiert wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Leitungselement mittels des Zwischenstoffes mit dem Zwischenelement verbunden wird. Insbesondere ist beziehungsweise wird der Zwischenstoff in der Aufnahme angeordnet. Das Verfahren kann insbesondere umfassen, dass das Leitungselement, insbesondere im bereits hergestellten Zustand, bereitgestellt wird, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass bei dem Verfahren das Trägerelement, das Zwischenelement und das Leitungselement, insbesondere in jeweils bereits hergestelltem Zustand, bereitgestellt werden.In the method, for example, the base material (carrier element) and the intermediate element are provided, in particular in the respectively already manufactured state. Then, for example, the intermediate element is joined to the base material and thereby connected to the base material. Then, for example, an intermediate substance is applied to the intermediate element, with the intermediate substance preferably having adhesive properties and/or a high thermal conductivity property. Then, for example, the line element is introduced, in particular into the receptacle. In other words, for example, the line element is at least partially arranged in the receptacle, in particular in such a way that the line element is at least partially and/or directly contacted by the intermediate substance. In particular, it can be provided that the line element is connected to the intermediate element by means of the intermediate substance. In particular, the intermediate substance is or will be arranged in the receptacle. The method can in particular include that the line element, in particular in the already manufactured state, is provided, so that it is preferably provided that, in the method, the carrier element, the intermediate element and the line element are provided, in particular in the respectively already manufactured state.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. 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.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Bauteils zum Temperieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs;
  • 2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Bauteils;
  • 3 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Bauteils;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen der ersten Ausführungsform des Bauteils; und
  • 5 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Bauteils.
The drawing shows in:
  • 1 a schematic sectional view of a first embodiment of a component for tempering at least one component of a motor vehicle;
  • 2 a schematic sectional view of a second embodiment of the component;
  • 3 a schematic sectional view of a third embodiment of the component;
  • 4 a schematic representation of a method for producing the first embodiment of the component; and
  • 5 a schematic sectional view of a fourth embodiment of the component.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erste Ausführungsform eines Bauteils 10 zum Wärmetransport, das heißt zum Temperieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug, ausgebildet und weist somit wenigstens eine elektrische Maschine zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs sowie eine Traktionsbatterie auf. Mittels der Traktionsbatterie kann elektrische Energie gespeichert werden, mit welcher die elektrische Maschine versorgt werden kann, um dadurch das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch anzutreiben. 1 shows in a schematic sectional view a first embodiment of a component 10 for heat transport, ie for tempering at least one component of a motor vehicle. The motor vehicle is designed, for example, as an electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle, and thus has at least one electric machine for, in particular, purely electric driving of the motor vehicle and a traction battery. Electrical energy can be stored by means of the traction battery, with which the electrical machine can be supplied, in order thereby to drive the motor vehicle, in particular purely electrically.

Das Bauteil 10 weist ein Trägerelement 12 auf, welches auch als Grundmaterial bezeichnet wird oder aus einem Grundmaterial gebildet ist. Des Weiteren weist das Bauteil 10 ein Zwischenelement 14 auf, welches als ein Bauteil zur Kanalanbindung, insbesondere Kühlkanalanbindung, verwendet wird, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird. Vorzugsweise sind das Trägerelement 12 und das Zwischenelement 14 separat voneinander hergestellte und miteinander verbundene Bauelemente, die beispielsweise bei einem in 4 veranschaulichten Verfahren zum Herstellen der ersten Ausführungsform in jeweils separat voneinander hergestelltem Zustand hergestellt werden. Des Weiteren umfasst das Bauelement 10 ein Leitungselement 16, welches auch als Körper zum Wärmetransport bezeichnet wird. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Leitungselement 16 separat von dem Zwischenelement 14 und separat von dem Trägerelement 12 ausgebildet ist. Somit ist es denkbar, dass das Trägerelement 12, das Zwischenelement 14 und das Leitungselement 16 separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauelemente sind, die beispielsweise bei dem Verfahren in separat voneinander hergestelltem und voneinander separatem Zustand bereitgestellt werden. Das Zwischenelement 14 weist eine Aufnahme 18 auf, in welcher das Leitungselement 16 zumindest teilweise aufgenommen ist. Dadurch umgibt das Zwischenelement 14 das Leitungselement 16, insbesondere außenumfangsseitig, zumindest teilweise.The component 10 has a carrier element 12, which is also referred to as the base material or is formed from a base material. Furthermore, the component 10 has an intermediate element 14, which is used as a component for the duct connection, in particular the cooling duct connection, as will be explained in more detail below. The carrier element 12 and the intermediate element 14 are preferably components that are manufactured separately from one another and are connected to one another, which, for example, can be used in an in 4 illustrated methods for manufacturing the first embodiment are each manufactured separately from each other. Furthermore, the component 10 includes a line element 16, which is also referred to as a body for heat transport. It is preferably provided that the line element 16 is formed separately from the intermediate element 14 and separately from the carrier element 12 . It is thus conceivable that the carrier element 12, the intermediate element 14 and the line element 16 are components which are formed separately from one another and are connected to one another and which, for example, are provided in the method in a state which has been produced separately from one another and is separate from one another. The intermediate element 14 has a receptacle 18 in which the line element 16 is at least partially accommodated. As a result, the intermediate element 14 surrounds the line element 16, in particular on the outer circumference, at least partially.

Das Leitungselement 16 weist einen Aufnahmebereich 20 zum zumindest vorübergehenden Aufnehmen eines Temperierfluids zum Temperieren der zuvor genannten Komponente auf. Bei der ersten Ausführungsform ist der Aufnahmebereich 20 als Kanal ausgebildet, welcher von dem beispielsweise flüssigen oder aber gasförmigen Temperierfluid, welches einfach auch als Fluid oder Medium bezeichnet wird, durchströmbar ist. Insbesondere dann, wenn das Temperierfluid als ein Kühlfluid zum Kühlen der Komponente verwendet wird, ist der Aufnahmebereich 20, das heißt der zuvor genannte Kanal, ein Kühlkanal, sodass das Leitungselement 16 als Kühlkanal bezeichnet wird oder ein Kühlkanal ist. Das Leitungselement 16 ist unter Vermittlung des Zwischenelements 14 mit dem Trägerelement gefügt und dadurch mit dem Trägerelement 12 verbunden. Hierzu ist das Zwischenelement 14 auf das Trägerelement 12 gefügt und somit mit dem Trägerelement 12 gefügt, und das Leitungselement 16 ist mit dem Zwischenelement 14 gefügt, das heißt verbunden.The line element 16 has a receiving area 20 for at least temporarily receiving a tempering fluid for tempering the aforementioned component. In the first embodiment, the receiving area 20 is designed as a channel through which the, for example, liquid or gaseous temperature control fluid, which is also simply referred to as fluid or medium, can flow. In particular when the tempering fluid is used as a cooling fluid for cooling the component, the receiving area 20, ie the aforementioned channel, is a cooling channel, so that the line element 16 is referred to as a cooling channel or is a cooling channel. The line element 16 is joined to the carrier element through the mediation of the intermediate element 14 and is thereby connected to the carrier element 12 . For this purpose, the intermediate element 14 is joined to the carrier element 12 and thus joined to the carrier element 12, and the line element 16 is joined to the intermediate element 14, ie connected.

Bei der ersten Ausführungsform weist das Bauelement 10 einen Zwischenstoff 22 auf, welcher in der Aufnahme 18 und dabei zwischen dem Leitungselement 16 und dem Zwischenelement 14 angeordnet ist. Der Zwischenstoff 22 kontaktiert einerseits das Zwischenelement 14 und andererseits das Leitungselement 16 jeweils direkt, wobei das Leitungselement 16 unter Vermittlung des Zwischenstoffs 22 und mittels des Zwischenstoffs 22 mit dem Zwischenelement 14 gefügt, das heißt verbunden ist. Es ist erkennbar, dass über das Zwischenelement 14 Wärme zwischen dem Leitungselement 16 und dem Trägerelement 12 ausgetauscht werden kann. Vorzugsweise weist der Zwischenstoff 22 eine vorteilhafte Wärmeleitfähigkeit auf, sodass besonders vorteilhaft Wärme über den Zwischenstoff 22 zwischen dem Leitungselement 16 und dem Zwischenelement 14 ausgetauscht werden kann. Außerdem kann beispielsweise besonders vorteilhaft Wärme zwischen dem Trägerelement 12 und der Komponente ausgetauscht werden, sodass über das Trägerelement 12, das Zwischenelement 14, dem Zwischenstoff 22 und das Leitungselement 16 besonders vorteilhaft Wärme zwischen der Wärme und dem den Aufnahmebereich 20 durchströmenden Temperierfluid ausgetauscht werden kann. Dadurch kann die Komponente temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden. Beispielsweise ist das Trägerelement 12 eine Platte. Ferner ist es denkbar, dass das Trägerelement 12 in direktem Kontakt mit der Komponente steht.In the first embodiment, the component 10 has an intermediate substance 22 which is arranged in the receptacle 18 and thereby between the line element 16 and the intermediate element 14 . The intermediate material 22 contacts the intermediate element 14 on the one hand and the line element 16 on the other hand, the line element 16 being joined, ie connected, to the intermediate element 14 through the intermediate material 22 and by means of the intermediate material 22 . It can be seen that via the intermediate element 14 Heat can be exchanged between the line element 16 and the carrier element 12 . The intermediate substance 22 preferably has an advantageous thermal conductivity, so that heat can be exchanged between the line element 16 and the intermediate element 14 via the intermediate substance 22 in a particularly advantageous manner. In addition, for example, heat can be exchanged particularly advantageously between the carrier element 12 and the component, so that heat can be exchanged particularly advantageously between the heat and the temperature control fluid flowing through the receiving area 20 via the carrier element 12, the intermediate element 14, the intermediate substance 22 and the line element 16. As a result, the temperature of the component can be controlled, that is to say it can be cooled and/or heated. For example, the carrier element 12 is a plate. Furthermore, it is conceivable that the carrier element 12 is in direct contact with the component.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Bauteils 10 in einer schematischen Schnittansicht. 2 shows a second embodiment of the component 10 in a schematic sectional view.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Bauteils 10 in einer schematischen Schnittansicht. Bei der ersten Ausführungsform und bei der zweiten Ausführungsform weist das Leitungselement 16, sowohl innenumfangseitig als auch außenumfangseitig, einen rechteckigen Querschnitt auf, insbesondere derart, dass der Aufnahmebereich 20, insbesondere innenumfangseitig, einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Demgegenüber weist das Leitungselement 16 bei der dritten Ausführungsform einen runden, insbesondere kreisrunden, Querschnitt auf, und das sowohl innenumfangseitig als auch außenumfangseitig, insbesondere derart, dass der Aufnahmebereich 20, insbesondere innenumfangseitig, einen runden, insbesondere kreisrunden, Querschnitt aufweist. 3 shows a third embodiment of the component 10 in a schematic sectional view. In the first embodiment and in the second embodiment, the line element 16 has a rectangular cross section both on the inner circumference and on the outer circumference, in particular such that the receiving area 20 has a rectangular cross section, in particular on the inner circumference. In contrast, the line element 16 in the third embodiment has a round, in particular circular, cross section, both on the inner circumference and on the outer circumference, in particular such that the receiving region 20, in particular on the inner circumference, has a round, in particular circular, cross section.

Wie zuvor angedeutet, zeigt 4 in einer schematischen Darstellung das Verfahren zum Herstellen der ersten Ausführungsform des Bauteils 10.As previously indicated, shows 4 in a schematic representation the method for producing the first embodiment of the component 10.

Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens werden das Trägerelement 12 und das Zwischenelement 14 in jeweils hergestelltem Zustand und insbesondere in einem solchen Zustand bereitgestellt, in welchem das Trägerelement 12 und das Zwischenelement 14 noch nicht miteinander verbunden, das heißt noch voneinander getrennt sind.In a first step S1 of the method, the carrier element 12 and the intermediate element 14 are provided in the manufactured state and in particular in a state in which the carrier element 12 and the intermediate element 14 are not yet connected to one another, ie are still separated from one another.

Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird das Zwischenelement 14 auf das Trägerelement 12 gefügt, das heißt mit dem Trägerelement 12 gefügt und somit verbunden. Außerdem wird bei einem zweiten Schritt S2 der Zwischenstoff 22 in der Aufnahme 18 angeordnet, insbesondere derart, dass der Zwischenstoff 22 in die Aufnahme 18 eingebracht wird. Des Weiteren wird bei dem zweiten Schritt S2 das Leitungselement 16 in bereits hergestelltem Zustand und insbesondere in einem solchen Zustand bereitgestellt, in welchem das Leitungselement 16 noch von dem Zwischenelement 14 und von dem Trägerelement 12 getrennt und das Zwischenelement 14 mit dem Trägerelement 12 gefügt ist.In a second step S2 of the method, the intermediate element 14 is joined to the carrier element 12, ie joined to the carrier element 12 and thus connected. In addition, in a second step S2, the intermediate substance 22 is arranged in the receptacle 18, in particular in such a way that the intermediate substance 22 is introduced into the receptacle 18. Furthermore, in the second step S2, the line element 16 is provided in the already manufactured state and in particular in such a state in which the line element 16 is still separated from the intermediate element 14 and from the carrier element 12 and the intermediate element 14 is joined to the carrier element 12.

Bei einem dritten Schritt S3 des Verfahrens wird das Leitungselement 16 zumindest teilweise in der Aufnahme 18 angeordnet und mittels des Zwischenstoffes 22 mit dem Zwischenelement 14 und über dieses mit dem Trägerelement 12 verbunden.In a third step S3 of the method, the line element 16 is at least partially arranged in the receptacle 18 and is connected to the intermediate element 14 by means of the intermediate substance 22 and, via this, to the carrier element 12 .

Schließlich zeigt 5 eine vierte Ausführungsform des Bauteils 10. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform, dass das Leitungselement 16 entfällt. Dabei ist der Aufnahmebereich 20 direkt durch das Zwischenelement 14 gebildet beziehungsweise begrenzt und somit in das Zwischenelement 14 integriert. Somit ist bei der vierten Ausführungsform das Zwischenelement 14 ein Bauteil mit dem integrierten Aufnahmebereich 20, welcher beispielsweise als ein Kanal, insbesondere als ein Kühlkanal, ausgebildet ist.Finally shows 5 a fourth embodiment of the component 10. The fourth embodiment differs in particular from the first, second and third embodiment in that the line element 16 is omitted. The receiving area 20 is formed or delimited directly by the intermediate element 14 and is thus integrated into the intermediate element 14 . Thus, in the fourth embodiment, the intermediate element 14 is a component with the integrated receiving area 20, which is designed, for example, as a channel, in particular as a cooling channel.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Bauteilcomponent
1212
Trägerelementcarrier element
1414
Zwischenelementintermediate element
1616
Leitungselementline element
1818
Aufnahmerecording
2020
Aufnahmebereichrecording area
2222
Zwischenstoffintermediate
S1S1
Erster SchrittFirst step
S2S2
Zweiter SchrittSecond step
S3S3
Dritter SchrittThird step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102019207808 A1 [0002]DE 102019207808 A1 [0002]
  • US 2006/0272802 A1 [0002]US 2006/0272802 A1 [0002]

Claims (10)

Bauteil (10) zum Temperieren wenigstens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit einem Trägerelement (12), mit einem Zwischenelement (14), welches eine Aufnahme (18) aufweist, und mit einem separat von dem Trägerelement (12) und separat von dem Zwischenelement (14) ausgebildete Leitungselement (16), welches wenigstens einen Aufnahmebereich (20) zum zumindest vorübergehenden Aufnehmen eines Temperierfluids zum Temperieren der Komponente aufweist, zumindest teilweise in der Aufnahme (18) angeordnet und dadurch zumindest teilweise von dem Zwischenelement (14) umgeben ist und unter Vermittlung des Zwischenelements (14), über welches Wärme zwischen dem Leitungselement (16) und dem Trägerelement (12) austauschbar ist, mit dem Trägerelement (12) gefügt ist.Component (10) for temperature control of at least one component of a motor vehicle, with a carrier element (12), with an intermediate element (14) which has a receptacle (18), and with a separately from the carrier element (12) and separately from the intermediate element ( 14) formed line element (16), which has at least one receiving area (20) for at least temporarily receiving a temperature control fluid for temperature control of the component, at least partially arranged in the receptacle (18) and thereby at least partially surrounded by the intermediate element (14) and below Mediation of the intermediate element (14), via which heat can be exchanged between the line element (16) and the carrier element (12), is joined to the carrier element (12). Bauteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zwischenelement (14) und dem Leitungselement (16) ein Zwischenstoff (22) angeordnet ist.Component (10) after claim 1 , characterized in that an intermediate substance (22) is arranged between the intermediate element (14) and the line element (16). Bauteil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (20) als ein von dem Temperierfluid durchströmbarer Kanal ausgebildet ist.Component (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the receiving area (20) is designed as a channel through which the tempering fluid can flow. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufnahmebereich (20) das Temperierfluid aufgenommen ist.Component (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the tempering fluid is accommodated in the accommodation area (20). Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (16) als eine Heatpipe ausgebildet ist.Component (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the line element (16) is designed as a heat pipe. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (16) einen runden, verrundeten, quadratischen, rechteckigen oder vieleckigen Querschnitt aufweist.Component (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the line element (16) has a round, rounded, square, rectangular or polygonal cross-section. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) und/oder das Leitungselement (16) und/oder das Zwischenelement (14) aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere um einen Aluminium- und/oder Kupfer- und/oder Titan- und/oder Nickel- und/oder Eisenbasiswerkstoff, gebildet ist.Component (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier element (12) and / or the line element (16) and / or the intermediate element (14) made of a metallic material, in particular an aluminum and / or copper and/or titanium and/or nickel and/or iron-based material. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Method for producing a component (10) according to one of the preceding claims. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (14) mit dem Trägerelement (12) mittels mindestens eines Fügeverfahrens gefügt wird, welches ein Schmelzschweiß-, Laserschweiß-, Reibschweiß-, Rührreibschweiß-, oder Klebeverfahren oder ein elektromagnetisches Fügeverfahren ist.procedure after claim 8 , characterized in that the intermediate element (14) is joined to the carrier element (12) by means of at least one joining method, which is a fusion welding, laser welding, friction welding, friction stir welding, or gluing method or an electromagnetic joining method. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (14) aus einem Strangpressprofil, einem Gussbauteil, einem Umformbauteil oder einem zerspanend gefertigten Halbzeug gebildet ist.procedure after claim 8 or 9 , characterized in that the intermediate element (14) is formed from an extruded profile, a cast component, a formed component or a semi-finished product manufactured by machining.
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