DE102021126530A1

DE102021126530A1 - Temperiervorrichtung für Batteriemodule

Info

Publication number: DE102021126530A1
Application number: DE102021126530.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Padberg
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2021-10-13
Filing date: 2021-10-13
Publication date: 2023-04-13

Abstract

Die Offenbarung betrifft eine Temperiervorrichtung (100) zum Temperieren einer Mehrzahl von in einer Batterieaufnahme aufnehmbaren Batteriemodulen für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, wobei die Temperiervorrichtung (100) mit der Mehrzahl von Batteriemodulen thermisch koppelbar ist, und wobei die Temperiervorrichtung (100) umfasst: eine Temperierplatte (101) zum Temperieren der Mehrzahl von Batteriemodulen, wobei die Temperierplatte (101) eine Oberfläche (101-1, 101-2) aufweist, wobei die Temperierplatte (101) einen Fluidkanal (103) aufweist, welcher durch ein Temperierungsfluid durchströmbar ist, um die Batteriemodule zu temperieren, und wobei der Fluidkanal (103) eine Kanalöffnung (105) aufweist, einen Verbindungstutzen (107), welcher fluiddicht mit der Kanalöffnung (105) verbunden ist, wobei der Verbindungsstutzen (107) mit einer Fluidführung fluidtechnisch verbindbar ist, um eine fluidtechnische Verbindung zwischen der Fluidführung und dem Fluidkanal (103) bereitzustellen, und einem Verbindungselement (106), welches ausgebildet ist, den Verbindungsstutzen (107) durch eine lösbare Drehverbindung mit der Temperierplatte (101) zu verbinden.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Mehrzahl von Batteriemodulen für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere eine Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Mehrzahl von in einer Batterieaufnahme aufnehmbaren Batteriemodulen für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug.
Zur Halterung von Batteriemodulen für die Bereitstellung elektrischer Energie in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen werden üblicherweise Batterieaufnahmen verwendet, welche zwischen den Achsen des Fahrzeugs angeordnet sind. An entsprechenden Batterieaufnahmen werden üblicherweise Temperiervorrichtungen, insbesondere Kühlplatten, angeordnet, welche ausgebildet sind, die in der Batterieaufnahme aufgenommenen Batteriemodule zu temperieren, insbesondere zu kühlen, so dass diese während des Betriebs des elektrischen Fahrzeugs mit einer konstanten Temperatur betrieben werden können.
In der Druckschrift DE 10 2013209 980 A1 ist beispielsweise ein Wärmeübertrager zur Temperierung von elektrischen Energiespeichern beschrieben.
In der Druckschrift WO 2020/108764 A1 ist beispielsweise eine Anschlussbuchse einer Kühlplatte zum Anschließen eines Stutzens offenbart.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine effiziente Temperiervorrichtung zum Temperieren von in einer Batterieaufnahme aufnehmbaren Batteriemodulen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.
Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass mittels eines Verbindungselements durch eine lösbare Drehverbindung ein Verbindungsstutzen zum Anschließen einer Fluidzuführung, bzw. Fluidabführung einfach und vorteilhaft mit der Temperierplatte fluidtechnisch verbunden werden kann, um eine fluidtechnische Anbindung der Temperierplatte an eine Fluidzuführung, bzw. Fluidabführung zu ermöglichen. Nach dem Fügen der Temperierplatte kann der Verbindungsstutzen mittels des Verbindungselements durch ein entsprechende Eindrehen, bzw. Einschrauben einfach montiert werden, wodurch sich der Montageaufwand und die damit verbundenen Montagekosten signifikant reduzieren.
Zudem kann, z.B. bei einem Austausch des Verbindungsstutzens, durch ein entsprechendes Ausdrehen, bzw. Ausschrauben des Verbindungsstutzens mittels des Verbindungselements die entsprechende fluidtechnische Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte auch einfach wieder gelöst werden, ohne die Temperierplatte hierbei zu beschädigen.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Offenbarung eine Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Mehrzahl von in einer Batterieaufnahme aufnehmbaren Batteriemodulen für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, wobei die Temperiervorrichtung mit der Mehrzahl von Batteriemodulen thermisch koppelbar ist, und wobei die Temperiervorrichtung umfasst, eine Temperierplatte zum Temperieren der Mehrzahl von Batteriemodulen, wobei die Temperierplatte eine Oberfläche aufweist, wobei die Temperierplatte einen Fluidkanal aufweist, welcher durch ein Temperierungsfluid durchströmbar ist, um die Batteriemodule zu temperieren, und wobei der Fluidkanal eine Kanalöffnung aufweist, einen Verbindungstutzen, welcher fluiddicht mit der Kanalöffnung verbunden ist, wobei der Verbindungsstutzen mit einer Fluidführung fluidtechnisch verbindbar ist, um eine fluidtechnische Verbindung zwischen der Fluidführung und dem Fluidkanal bereitzustellen, und einem Verbindungselement, welches ausgebildet ist, den Verbindungsstutzen durch eine lösbare Drehverbindung mit der Temperierplatte zu verbinden.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine Temperiervorrichtung erhalten wird, bei welcher das Verbindungselement ermöglicht, dass der Verbindungsstutzen durch ein einfaches Eindrehen, bzw. Einschrauben mit der Temperierplatte verbunden werden kann, wodurch sich der Montageaufwand und auch die damit verbundenen Montagekosten vorteilhaft reduzieren lassen. Zudem ermöglicht die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungstutzen und der Temperierplatte auch ein vorteilhaftes Lösen der Verbindung durch ein Ausdrehen, bzw. Ausschrauben des Verbindungsstutzens.
Das Verbindungselement stellt hierbei eine Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte bereit, um den Verbindungsstutzen durch die lösbare Verbindung mit der Temperierplatte zu verbinden.
Das Verbindungselement ist hierbei insbesondere mit dem Verbindungsstutzen einstückig ausgebildet oder das Verbindungselement ist hierbei insbesondere mit dem Verbindungsstutzen formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden.
Insbesondere kann die lösbare Drehverbindung direkt zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte bereitgestellt sein, wobei das Verbindungselement hierbei wiederum mit dem Verbindungsstutzen verbunden ist, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte bereitzustellen.
Die lösbare Drehverbindung kann auch zwischen dem Verbindungselement (welches mit dem Verbindungsstutzen einstückig ausgebildet ist oder mit diesem formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist) und einem in der Kanalöffnung der Temperierplatte aufgenommenen Verbindungsadapter bereitgestellt sein, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte bereitzustellen.
Insbesondere weist die Temperiervorrichtung eine Batterieaufnahme zur Aufnahme der Batteriemodule auf, wobei die Temperierplatte innerhalb oder unterhalb der Batterieaufnahme angeordnet und an der Batterieaufnahme befestigt ist.
Insbesondere kann die Temperiervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung innerhalb der Batterieaufnahme, z.B. im Rahmen einer modularen Temperierung, bzw. Kühlung, oder auch unterhalb der Batterieaufnahme, z.B. im Rahmen einer integrierten Temperierung, bzw. Kühlung, verwendet werden.
Der Verbindungsstutzen erstreckt sich insbesondere winklig zu der Oberfläche der Temperierplatte, insbesondere rechtwinklig zu der Oberfläche der Temperierplatte. Eine winklige Anordnung des Verbindungsstutzens zu der Oberfläche der Temperierplatte schließt gemäß der vorliegenden Offenbarung insbesondere aus, dass sich die Oberfläche der Temperierplatte und der Verbindungsstutzen parallel zueinander erstrecken.
Insbesondere erstreckt sich der Verbindungsstutzen winklig, insbesondere rechtwinklig, zu einer Längsrichtung und einer Querrichtung der Temperierplatte.
Ferner wird durch die Temperiervorrichtung eine wirksame Fluiddichtung zwischen Kanalöffnung und Verbindungsstutzen sichergestellt.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist der Fluidkanal der Temperierplatte durch ein Temperierungsfluid durchströmbar, um die Batteriemodule zu temperieren, d.h. um die Batteriemodule thermisch zu beaufschlagen. Beispielsweise bei einem hohen Energieverbrauch des Fahrzeugs können sich die Batteriemodule erwärmen, wobei in diesem Fall das durch den Fluidkanal geleitete Temperierungsfluid Wärme von den Batteriemodulen abführt, um diese dadurch zu kühlen. Beispielsweise beim Start des Fahrzeugs bei geringen Außentemperaturen können die Batteriemodule eine geringe Temperatur aufweisen, wobei in diesem Fall das durch den Fluidkanal geleitete Temperierungsfluid Wärme den Batteriemodulen zuführt, um diese dadurch zu erwärmen. Dadurch kann während des Betriebs des Fahrzeugs eine konstante Temperatur der Batteriemodule sichergestellt werden, was sich vorteilhaft auf die Leistungsparameter und auf die Lebensdauer der Batteriemodule auswirkt.
In einer Ausführungsform ist das Verbindungselement einstückig mit dem Verbindungstutzen ausgebildet, oder ist der Verbindungstutzen kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Verbindungselement verbunden.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass sowohl durch die einstückige Ausbildung des Verbindungselements mit dem Verbindungstutzen, als auch durch die alternative kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement mit dem Verbindungstutzen, eine wirksame lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte bereitgestellt werden kann.
Hierbei wird die lösbare Drehverbindung insbesondere direkt zwischen dem Verbindungselement, welches mit dem Verbindungsstutzen verbunden oder mit diesem einstückig ausgebildet ist, und der Temperierplatte bereitgestellt, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte bereitzustellen.
In einer Ausführungsform ist das Verbindungselement ausgebildet, durch eine Drehung des Verbindungselements entlang einer ersten Drehrichtung die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte zu schließen, und ist das Verbindungselement ausgebildet, durch eine Drehung des Verbindungselements entlang einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte zu lösen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch ein Drehen des Verbindungselements entlang unterschiedlicher Drehrichtungen die entsprechende lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte entweder geschlossen, bzw. wieder gelöst werden kann.
Ist das Verbindungselement insbesondere einstückig mit dem Verbindungstutzen ausgebildet, oder ist das Verbindungselement insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Verbindungsstutzen verbunden, kann durch ein Drehen des Verbindungselements entlang der ersten Drehrichtung das Verbindungselement insbesondere mit der Temperierplatte wirksam verbunden werden, bzw. kann durch ein Drehen des Verbindungselements entlang der zweiten Drehrichtung die Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte wieder wirksam gelöst werden. Durch die insbesondere einstückige Ausbildung von Verbindungselement und Verbindungsstutzen oder durch die insbesondere kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsstutzen, resultiert das entsprechende Schließen, bzw. Lösen der lösbaren Drehverbindung zwangsläufig darin, dass die entsprechende Verbindung zwischen Verbindungsstutzen und Temperierplatte geschlossen, bzw. gelöst wird.
Alternativ kann die Temperiervorrichtung auch einen Verbindungsadapter aufweisen, welcher in der Kanalöffnung der Temperierplatte angeordnet ist, wobei in diesem Fall durch das entsprechende Drehen des Verbindungselement in der ersten, bzw. zweiten Drehrichtung, die Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsadapter geschlossen bzw. gelöst werden kann, um die entsprechende lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte zu schließen, bzw. zu lösen.
In einer Ausführungsform weist das Verbindungselement eine Mehrzahl von Verbindungsvorsprüngen auf, welche jeweils in eine Einführaussparung einer Mehrzahl von Einführaussparungen, welche in einer die Kanalöffnung begrenzenden Öffnungswandung geformt sind, einführbar und durch ein sich anschließendes Drehen des Verbindungselements, insbesondere entlang der ersten Drehrichtung, arretierbar sind, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte zu schließen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das jeweilige Einführen der Verbindungsvorsprünge des Verbindungselements in die entsprechenden in der Öffnungswandung der Temperierplatte geformten Einführaussparungen eine vorteilhafte Positionierung des Verbindungselements an der Temperierplatte bereitgestellt werden kann.
Wird das Verbindungselement anschließend gedreht, insbesondere entlang der ersten Drehrichtung, kann die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte vorteilhaft geschlossen werden.
Insbesondere kann die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte auch wieder gelöst werden, in dem das Verbindungselement anschließend entlang einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung wieder gedreht wird, so dass die Einführaussparungen des Öffnungsrands die entsprechenden Verbindungsvorsprünge des Verbindungselements wieder freigeben.
Insbesondere ist das Verbindungselement entlang einer ersten Translationsrichtung zumindest abschnittsweise in die Kanalöffnung einführbar, um das Verbindungselement in einer Positionierungsposition zu positionieren, ist das Verbindungselement entlang einer ersten Drehrichtung in der Kanalöffnung rotierbar, um das Verbindungselement von der Positionierungsposition in eine Fixierungsposition zu überführen, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte zu schließen, und ist insbesondere anschließend das Verbindungselement entlang einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung in der Kanalöffnung rotierbar, um das Verbindungselement von der Fixierungsposition erneut in die Positionierungsposition zu überführen, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte zu lösen.
Insbesondere weisen die Verbindungsvorsprünge jeweils einen Anschlag auf, um eine Drehbegrenzung bei der Drehung entlang der ersten und/oder zweiten Drehrichtung sicherzustellen.
Insbesondere ist das Verbindungselement mit dem Verbindungsstutzen einstückig ausgebildet, oder mit diesem formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden, so dass ein entsprechendes Lösen, bzw. Fixieren zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte auch auf ein entsprechendes Lösen, bzw. Fixieren zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte übertragen werden kann.
In einer Ausführungsform liegen die Mehrzahl von Verbindungsvorsprüngen an Arretierungsvorsprüngen an, welche in der die Kanalöffnung begrenzenden Öffnungswandung gebildet sind, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und der Temperierplatte zu schließen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vorteilhafte Fixierung, bzw. Befestigung der Verbindungsvorsprünge des Verbindungselements an den Arretierungsvorsprüngen der Öffnungswand ermöglicht wird.
Insbesondere sind die umfangsseitig an der Öffnungswandung angeordneten Einführaussparungen durch die an der Öffnungswandung geformten Arretierungsvorsprünge unterbrochen, um nach einer Drehbewegung des Verbindungselements, bzw. Verbindungsstutzens, insbesondere entlang der ersten Drehrichtung, ein wirksames Anliegen der Verbindungsvorsprünge an den Arretierungsvorsprüngen sicherzustellen.
In einer Ausführungsform weist die Temperiervorrichtung einen Verbindungsadapter auf, welcher zumindest abschnittsweise in der Kanalöffnung angeordnet und mit einer die Kanalöffnung begrenzenden Öffnungswandung der Temperierplatte lösbar verbunden ist, wobei das Verbindungselement durch die lösbare Drehverbindung mit dem Verbindungsadapter verbunden ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Verbindungsadapter einfach und vorteilhaft in der Kanalöffnung lösbar verbindbar positioniert werden kann, wobei anschließend durch ein Eindrehen, bzw. Einschrauben des Verbindungselements, insbesondere entlang einer ersten Drehrichtung, die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsadapter geschlossen werden kann, und wobei anschließend durch ein Ausdrehen, bzw. Ausschrauben des Verbindungselements, insbesondere entlang einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung, die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsadapter wieder gelöst werden kann.
Hierbei ist insbesondere der Verbindungsstutzen einstückig mit dem Verbindungselement ausgebildet, oder ist insbesondere der Verbindungsstutzen formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Verbindungselement verbunden.
In einer Ausführungsform ist das Verbindungselement als ein Einführabschnitt des Verbindungsstutzens ausgebildet, welcher in den Verbindungsadapter eindrehbar ist, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte zu schließen, und welcher aus dem Verbindungsadapter ausdrehbar ist, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte zu lösen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die entsprechende einstückige Ausbildung des Einführabschnitts mit dem Verbindungsstutzen zwischen dem Verbindungsstutzen und dem in der Kanalöffnung angeordneten Verbindungsadapter eine wirksame Verbindung ermöglicht wird.
Das Eindrehen des als Einführabschnitt ausgebildeten Verbindungelements des Verbindungsstutzens in den Verbindungsadapter erfolgt insbesondere durch ein Drehen des Einführabschnitts entlang einer ersten Drehrichtung. Das Ausdrehen des als Einführabschnitt ausgebildeten Verbindungelements des Verbindungsstutzens aus dem Verbindungsadapter erfolgt insbesondere durch ein Drehen des Einführabschnitts entlang einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung.
In einer Ausführungsform ist der Verbindungsadapter mit einer die Kanalöffnung umlaufenden Öffnungswandung, insbesondere Öffnungswandungsrand, lösbar verbunden, wobei der Verbindungsadapter insbesondere eine Mehrzahl von federelastischen Rastarmen aufweist, welche die Öffnungswandung, insbesondere Öffnungswandungsrand, hintergreifen, um den Verbindungsadapter kraftschlüssig an der Öffnungswandung zu befestigen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsadapter und der Öffnungswandung, insbesondere durch das Hintergreifen der Öffnungswandung durch die entsprechenden federelastischen Rastarmen des Verbindungsadapters die Verbindung zwischen dem Verbindungsadapter und der Öffnungswandung vorteilhaft bereitgestellt werden kann, und auch wieder vorteilhaft gelöst werden kann.
In einer Ausführungsform sind die federelastischen Rastarme des Verbindungsadapters ausgebildet entlang einer sich von der Öffnungswandung, insbesondere dem Öffnungswandungsrand, in die Mitte der Kanalöffnung erstreckenden Einfederungsrichtung nach innen einzufedern, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsadapter und der Öffnungswandung, insbesondere dem Öffnungswandungsrand zu lösen.
Insbesondere liegt das Verbindungselement, insbesondere Einführabschnitt, des mit dem Verbindungsadapter verbundenen Verbindungsstutzens in einer Arretierungsposition innenseitig an den federelastischen Rastarmen des Verbindungsadapters an, um ein Einfedern der Rastarme nach innen, insbesondere entlang der Einfederungsrichtung, zu verhindern.
Insbesondere weisen die federelastischen Rastarme des Verbindungsadapters an den jeweiligen Enden jeweils einen Vorsprung auf, welcher ausgebildet ist, die Öffnungswandung, insbesondere den Öffnungswandungsrand, zu hintergreifen, um die kraftschlüssige Verbindung zwischen den federelastischen Rastarmen und der Öffnungswandung, insbesondere dem Öffnungswandungsrand, bereitzustellen.
In einer Ausführungsform weist das Verbindungselement, insbesondere Einführabschnitt, ein Gewinde auf, welches in ein weiteres Gewinde des Verbindungsadapters drehbar ist, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsadapter bereitzustellen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsadapter durch entsprechende komplementäre Gewinde, insbesondere Schraubgewinde an Verbindungselement und Verbindungsadapter bereitgestellt werden können.
Insbesondere weist das Verbindungselement, insbesondere Einführabschnitt ein Außengewinde auf, welches in ein komplementäres Innengewinde des Verbindungsadapters einschraubbar ist, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsadapter bereitzustellen.
Insbesondere weist das Verbindungselement, insbesondere Einführabschnitt ein Innengewinde auf, welches in ein komplementäres Außengewinde des Verbindungsadapters einschraubbar ist, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Verbindungsadapter bereitzustellen.
In einer Ausführungsform weist der Verbindungsstutzen ein zweites Verbindungselement auf, welches sich von der Kanalöffnung aus in einen Außenbereich der Temperierplatte erstreckt und mit der Fluidführung fluidtechnisch verbindbar ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein besonders vorteilhaftes Anschließen der Fluidführung an das zweite Verbindungselement möglich ist.
Insbesondere ist das zweite Verbindungselement lösbar, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig, mit dem Verbindungselement verbunden.
In einer Ausführungsform erstreckt sich der Verbindungsstutzen winklig, insbesondere rechtwinklig oder in einem Winkelbereich zwischen 30° und 60°, oder parallel zu der Oberfläche der Temperierplatte.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die winklige oder parallele Erstreckungsrichtung des Verbindungsstutzens gegenüber der Oberfläche der Temperierplatte eine besonders vorteilhafte Anbindung des Fluidschlauchs an den Verbindungsstutzen ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform ist die Kanalöffnung des Fluidkanals an der Oberfläche, insbesondere an einer ersten Oberfläche und/oder zweiten Oberfläche der Temperierplatte angeordnet, und ist der Verbindungsstutzen an der Oberfläche, insbesondere an einer ersten Oberfläche und/oder zweiten Oberfläche der Temperierplatte angeordnet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vorteilhafte Anbindung des Verbindungsstutzens an der jeweiligen Oberfläche der Temperierplatte ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform ist die Temperierplatte als eine zumindest abschnittsweise doppelwandige Temperierplatte ausgebildet, welche eine erste Oberfläche und/oder zweite Oberfläche aufweist, welche den Fluidkanal begrenzt, wobei die Kanalöffnung in der ersten Oberfläche und/oder zweiten Oberfläche geformt ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die doppelwandige Temperierplatte eine wirksame Begrenzung des Fluidkanals sicherstellt.
In einer Ausführungsform umfasst die den Fluidkanal begrenzende erste Oberfläche und/oder zweite Oberfläche eine sich entlang der Temperierplatte erstreckende Auswölbung, welche sich insbesondere entlang eines Mittenbereichs der Temperierplatte erstreckt.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders vorteilhafte Positionierung des Fluidkanals und des mit dem Fluidkanal fluidtechnisch verbundenen Verbindungsstutzens in der Mitte der Temperierplatte erreicht werden kann. Insbesondere ist die Kanalöffnung in dem Mittenbereich an einem Plattenrand der Temperierplatte angeordnet.
In einer Ausführungsform weist der Verbindungsstutzen, insbesondere ein an der Temperierplatte anliegender Kontaktbereich des Verbindungsstutzens, eine an der Oberfläche der Temperierplatte anliegende erste Dichtungsaufnahme zur Aufnahme eines ersten Dichtungselements auf, um eine fluidtechnische Abdichtung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte sicherzustellen, und/oder weist der Verbindungsstutzen, insbesondere das zweite Verbindungselement, einen Fluidführungsabschnitt zum Aufstecken einer Fluidführung auf, wobei an dem Fluidführungsabschnitt eine zweite Dichtungsaufnahme zur Aufnahme eines zweiten Dichtungselements angeordnet ist, um eine fluidtechnische Abdichtung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Fluidführung sicherzustellen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders vorteilhafte fluidtechnische Abdichtung zwischen dem Verbindungsstutzen und der Temperierplatte, bzw. zwischen dem Verbindungsstutzen und der Fluidführung sichergestellt werden kann.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Temperiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2A-2D perspektivische Ansichten des Verbindens eines Verbindungselements mit der Temperiervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3A-3B perspektivische Ansichten des Verbindens des Verbindungsstutzens mit dem Verbindungselement gemäß der ersten Ausführungsform;
4A-4B perspektivische Ansicht einer Temperiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
5A-5D perspektivische Ansichten des Verbindens des Verbindungselements mit dem Verbindungsadapter gemäß der zweiten Ausführungsform.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Temperiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer ersten Ansicht. Die Temperiervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Temperierplatte 101. Hierbei ist die Temperiervorrichtung 100 mit einer Mehrzahl von in 1 nicht dargestellten Batteriemodulen für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug thermisch koppelbar, wobei die Batteriemodule in einer in 1 nicht dargestellten Batterieaufnahme aufnehmbar sind.
Die Temperatur der Batteriemodule kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Außentemperatur des elektrischen antreibbaren Fahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von dem Energieverbrauch des elektrischen antreibbaren Fahrzeugs variieren. Da sich stark schwankende Temperaturen der Batteriemodule unter Umständen negativ auf die Lebensdauer und Leistung der Batteriemodule auswirken können, ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung die Temperatur der Batteriemodule möglichst konstant zu halten, und Temperaturschwankungen zu vermeiden.
Aus diesem Grund umfasst die in 1 dargestellte Temperiervorrichtung 100 eine Temperierplatte 101 zum Temperieren der Mehrzahl von Batteriemodulen. Die Temperierplatte 101 weist zumindest einen in 1 nur schematisch dargestellten Fluidkanal 103 auf, welcher durch ein Temperierungsfluid durchströmbar ist, um die in der Temperiervorrichtung 100 aufgenommenen Batteriemodule zu temperieren, d.h. die Batteriemodule thermisch zu beaufschlagen.
Hierbei ist die Temperierplatte 101, bzw. der Fluidkanal 103 mit den in der Batterieaufnahme aufgenommenen Batteriemodulen thermisch gekoppelt, um einen wirksamen Wärmeaustausch zwischen dem Temperierungsfluid und den Batteriemodulen sicherzustellen.
Weisen die Batteriemodule beispielsweise aufgrund einer niedrigen Außentemperatur des elektrischen Fahrzeugs eine zu geringe Temperatur auf, kann durch das Temperierungsfluid insbesondere eine Erwärmung der Batteriemodule bewirkt werden. Weisen die Batteriemodule beispielsweise aufgrund eines hohen Leistungsbedarfs des elektrischen Fahrzeugs eine zu hohe Temperatur auf, kann durch das Temperierungsfluid insbesondere eine Abkühlung der Batteriemodule bewirkt werden.
Somit kann durch das Temperierungsfluid ein Betrieb der Batteriemodule mit einer möglichst konstanten Temperatur sichergestellt werden.
Die dargestellte Temperierplatte 101 kann beispielsweise im Rahmen einer modularen Temperierung, bzw. Kühlung innerhalb oder unterhalb einer in 1 nicht dargestellten Batterieaufnahme, insbesondere Batteriekasten, verwendet werden. Die Temperierplatte 101 weist insbesondere eine erste Oberfläche 101-1 auf, und weist insbesondere eine zweite Oberfläche 101-2 auf, welche der ersten Oberfläche 101-1 abgewandt ist.
Insbesondere ist die Temperierplatte 101 aus einer Mehrzahl von, insbesondere zwei, Unterplatten 101-3, 101-4 gebildet, welche miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sind. Insbesondere ist die Temperierplatte 101 als eine zumindest abschnittsweise doppelwandige Temperierplatte 101 ausgebildet, welche eine erste Unterplatte 101-3 und eine zweite Unterplatte 101-4 umfasst.
Der Fluidkanal 103 ist innerhalb der Temperierplatte 101 geformt, und wird insbesondere durch die erste und zweite Unterplatte 101-3, 101-4 der Temperierplatte 101 begrenzt.
Der Fluidkanal 103 ist mit einem Außenbereich der Temperierplatte 101 durch eine Kanalöffnung 105 verbunden, wobei das Temperierungsfluid durch die Kanalöffnung 105 in den Fluidkanal 103 einführbar ist, bzw. wobei das Temperierungsfluid durch die Kanalöffnung 105 aus dem Fluidkanal 103 ausführbar ist.
Wie in der 1 dargestellt ist, ist die Kanalöffnung 105 in der durch die erste Unterplatte 101-3 gebildeten ersten Oberfläche 101-1 geformt. Alternativ kann die Kanalöffnung 105 in der durch die zweite Unterplatte 101-4 gebildeten zweiten Oberfläche 101-2 geformt sein.
Wie in der 1 dargestellt ist, umfasst die den Fluidkanal 103 begrenzende zweite Oberfläche 101-2 eine sich entlang der Temperierplatte 101 erstreckende Auswölbung 135, welche sich insbesondere entlang eines Mittenbereichs der Temperierplatte 101 erstreckt. Insbesondere ist die Kanalöffnung 105 in dem Mittenbereich an einem Plattenrand der Temperierplatte 101 angeordnet.
Um eine wirksame Zuführung, bzw. Abführung von Temperierungsfluid in, bzw. aus dem Fluidkanal 103 sicherzustellen, umfasst die Temperiervorrichtung 100 ferner einen Verbindungsstutzen 107, welcher fluiddicht mit der Kanalöffnung 105 verbunden ist, wobei die fluidtechnische Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen 107 und der Kanalöffnung 105 durch ein Verbindungselement 106 der Temperiervorrichtung 100 ermöglicht wird, welches ausgebildet ist, den Verbindungsstutzen 107 durch eine lösbare Drehverbindung mit der Temperierplatte 101 zu verbinden.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Verbindungselement 106 insbesondere als ein Verbindungsring ausgebildet, wobei das Verbindungselement 106 insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Verbindungsstutzen 107 verbunden ist. Auch wenn dies in der 1 nicht dargestellt ist, kann das Verbindungselement 106 insbesondere auch einstückig mit dem Verbindungsstutzen 107 ausgebildet sein.
Der Verbindungsstutzen 107 ist ferner mit einer in 1 nicht dargestellten Fluidführung, z.B. Fluidschlauch, verbindbar, welche auf den Verbindungsstutzen 107 aufsteckbar ist, um eine wirksame fluidtechnische Verbindung zwischen dem Fluidkanal 105, der Temperierplatte 101 und der Fluidführung bereitzustellen. Die in 1 nicht dargestellte Fluidführung kann hierbei insbesondere eine Fluidzuführung, bzw. eine Fluidabführung zum Zuführen, bzw. zum Abführen des Temperierungsfluids umfassen.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist, dass das Verbindungselement 106 ausgebildet ist, den Verbindungsstutzen 107 durch eine lösbare Drehverbindung mit der Temperierplatte 101 zu verbinden. Die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 zeichnet sich dadurch aus, dass die entsprechende lösbare Drehverbindung reversibel zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 bereitgestellt werden kann und auch reversibel zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 wieder getrennt werden kann. Die entsprechende lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 kann zudem ohne eine Zerstörung, bzw. Beschädigung des Verbindungselements 106 und der Temperierplatte 101 bereitgestellt und auch wieder getrennt werden. Insbesondere ist die Bereitstellung und Trennung der lösbaren Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 ohne ein Werkzeug möglich. Insbesondere kann die Bereitstellung und Trennung der lösbaren Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 mit einem Handgriff erfolgen.
In herkömmlichen Temperiervorrichtungen gemäß dem Stand der Technik sind entsprechende Kühlplattenanschlüsse oftmals als Aluminiumfräs- oder Drehteile ausgeführt und oftmals nur sehr kostenintensiv herzustellen, da insbesondere Kontakt und Dichtflächen geringe Toleranzen und eine hohe Oberflächengüte erfordern. Zudem kann in herkömmlichen Temperiervorrichtungen ein nachträglicher Fügeprozess oder hohe zusätzliche Werkzeug- und Vorrichtungskosten bei gängigen Löt- oder Laserschweiß-Prozessen die Herstellungskosten stark ansteigen lassen.
Durch die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Verbindungsstutzen 107 nach dem Fügen der Temperierplatte 101 einfach und damit kostengünstig montiert werden. Somit wird eine flexible, leichte und Nutzer-orientierte Bauweise sichergestellt, welche schnell und einfach zu montieren ist, insbesondere ohne Werkzeug und/oder mit einem Handgriff, und den notwendigen Anforderungen in Bezug auf Dichtigkeit und Kühlmitteldurchfluss erfüllt. Insbesondere ist gemäß der vorliegenden Offenbarung kein Fügeverfahren zwischen dem Verbindungsstutzen 107 und der Temperierplatte 101 und auch keine metallische Fügezone erforderlich.
Insbesondere kann der Verbindungsstutzen 107 entweder als ein Kunststoff-Spritzgussteil oder als ein gefrästes oder tiefgezogenes Metallformteil oder als ein Kunststoff-Metall-Hybridformteil ausgebildet sein. Insbesondere kann der Verbindungsstutzen 107 gängige Normanforderungen, wie z.B. SAE oder VDA, erfüllen. Wird ein als ein Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildeter Verbindungsstutzen 107 verwendet, ist das Gewicht des Verbindungsstutzens 107 gegenüber einem metallischen Verbindungsstutzens 107 vorteilhaft reduziert. Zudem kann der Verbindungsstutzen 107 nach dem Lösen der lösbaren Verbindung auch einfach recycelt werden.
Für weitere Details der lösbaren Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement 106, bzw. dem Verbindungsstutzen 107 und der Temperierplatte 101 wird auf die nachfolgenden Ausführungen verwiesen.
In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 106 zumindest abschnittsweise in der Kanalöffnung 105 angeordnet und mit der Temperierplatte 101 durch die lösbare Drehverbindung lösbar verbunden.
Neben dem mit dem Verbindungsstutzen 107 insbesondere einstückig ausgebildeten, bzw. formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbundenen Verbindungselement 106, weist der Verbindungsstutzen 107 ein zweites Verbindungselement 107-2 auf, welches zur Anbindung einer in 1 nicht dargestellten Fluidführung an den Verbindungsstutzen 107 dient, wobei das zweite Verbindungselement 107-2 insbesondere einstückig mit dem Verbindungsstutzen 107 ausgebildet ist. Das zweite Verbindungselement 107-2 erstreckt sich von der Kanalöffnung 105 der Temperierplatte 101 in einem Außenbereich 109 der Temperierplatte 101 und ist mit der Fluidführung fluidtechnisch verbindbar.
Die Kanalöffnung 105 ist durch eine die Kanalöffnung 105 umlaufende Öffnungswandung 101-5 der Temperierplatte 101 begrenzt. Das Verbindungselement 106, insbesondere der Verbindungsring, ist insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Öffnungswandung 101-5 verbunden.
Der Verbindungselement 106 weist eine Mehrzahl von Verbindungsvorsprüngen 111 auf, welche durch in 1 nicht dargestellte Einführungsaussparungen der Öffnungswandung 101-5 der Temperierplatte 101 eingeführt sind, bzw. welche an in 1 nicht dargestellten Arretierungsvorsprüngen der Öffnungswandung 101-5 der Temperierplatte 101 anliegen, um das Verbindungselement 106 kraftschlüssig und/oder formschlüssig an der Öffnungswandung 101-5 zu befestigen.
Für genauere Details zur lösbaren Verbindung des Verbindungselements 106 mit der Temperierplatte 101 wird auf die Ausführungen zu den nachfolgenden Figuren verwiesen.
Insbesondere ist an einer einem Innenbereich 113 des Verbindungsstutzens 107 zugewandten ersten Kontaktwandung 115 des Verbindungselements 106 ein in 1 nicht dargestelltes Gewinde geformt. An einer der ersten Kontaktwandung 115 des Verbindungselements 106 zugewandten zweiten Kontaktwandung 117 des Verbindungsstutzens 107 ist insbesondere ein in 1 nicht dargestelltes komplementäres weiteres Gewinde geformt, welches mit dem Gewinde des Verbindungselements 106 verschraubbar ist, um eine lösbare Befestigung zwischen dem Verbindungselement 106 und dem Verbindungsstutzen 107 sicherzustellen.
Der Verbindungsstutzen 107 weist insbesondere einen Einführabschnitt 119 auf, welcher in das Verbindungselement 106 einführbar ist, um den Verbindungsstutzen 107 mit dem Verbindungselement 106 zu verbinden. Hierbei ist die zweite Kontaktwandung 117 des Verbindungsstutzens 107 insbesondere an dem Einführabschnitt 119 geformt.
Auch wenn dies in 1 nicht dargestellt ist, kann alternativ zu der Schraub, bzw. Drehverbindung an der ersten Kontaktwandung 115 des Verbindungselements 106 eine erste Arretierungskontur geformt sein, und kann an einer zweiten Kontaktwandung 117 des Verbindungsstutzens 107 eine zweite Arretierungskontur geformt sein, wobei die erste und zweite Arretierungskonturen ineinander eingreifen, um eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige lösbare Befestigung zwischen dem Verbindungselement 106 und dem Verbindungsstutzen 107 sicherzustellen.
Der Verbindungsstutzen 107 weist eine an der ersten Oberfläche 101-1 der Temperierplatte 101 anliegende erste Dichtungsaufnahme 121-1 zur Aufnahme eines ersten Dichtungselements 123-1, insbesondere O-Rings, auf, um eine fluidtechnische Abdichtung zwischen dem Verbindungsstutzen 107 und der Temperierplatte 101 sicherzustellen. Hierbei ist die erste Dichtungsaufnahme 121-1 insbesondere als eine den Verbindungsstutzen 107 vollständig umlaufende erste Dichtungsaufnahme 121-1 gebildet.
Der Verbindungsstutzen 107 weist insbesondere einen sich gegenüber dem Einführabschnitt 119 radial nach außen erstreckenden Kontaktabschnitt 125 auf, wobei eine dritte Kontaktwandung 127 des Kontaktabschnitts 125 an der ersten Oberfläche 101-1 der Temperierplatte 101 anliegt, und wobei die erste Dichtungsaufnahme 121-1 in der dritten Kontaktwandung 127 des Kontaktabschnitts 125 geformt ist.
Insbesondere umläuft der Kontaktabschnitt 125 und die dritte Kontaktwandung 127 des Kontaktabschnitts 125 den Einführabschnitt 119 vollständig.
Insbesondere weist der Verbindungsstutzen 107 eine Aufnahmevertiefung 129 auf, welche zwischen dem Kontaktabschnitt 125 und dem Einführabschnitt 119 geformt ist, wobei die Aufnahmevertiefung 129 ausgebildet ist, das Verbindungselement 106 insbesondere Verbindungsring, zumindest abschnittsweise aufzunehmen.
Der Verbindungsstutzen 107, insbesondere das zweite Verbindungselement 107-2, weist einen Fluidführungsabschnitt 131 zum Aufstecken einer in 1 nicht dargestellten Fluidführung auf, wobei an dem Fluidführungsabschnitt 131 eine zweite Dichtungsaufnahme 121-2 zur Aufnahme eines in 1 nicht dargestellten zweiten Dichtungselements 123-2, insbesondere O-Rings, angeordnet ist, um eine fluidtechnische Abdichtung zwischen dem Verbindungsstutzen 107 und der Fluidführung sicherzustellen.
Hierbei weist der Fluidführungsabschnitt 131 des zweiten Verbindungselements 107-2 einen ersten Außendurchmesser 133-1 auf, welcher gegenüber einem zweiten Außendurchmesser 133-2 des Einführabschnitts 119 des Verbindungsstutzens 107 geringer ist, so dass ein wirksames Aufstecken der Fluidführung auf den Verbindungsstutzen 107 sichergestellt wird.
Ferner werden noch weitere Ausführungen der Temperiervorrichtung 100 erläutert.
Der Verbindungsstutzen 107 erstreckt sich wie in 1 dargestellt winklig, insbesondere rechtwinklig, zu einer Oberfläche 101-1, 101-2, insbesondere zu der ersten Oberfläche 101-1 und der zweiten Oberfläche 101-2, der Temperierplatte 101.
Insbesondere erstreckt sich die Temperierplatte 101 entlang einer Längsrichtung 135-1 und einer Querrichtung 135-2, wobei sich der Verbindungsstutzen 107 entlang einer Hochrichtung 135-3 erstreckt, wobei sich die Hochrichtung 135-3 winklig, insbesondere rechtwinklig, gegenüber der Längsrichtung 135-1 und der Querrichtung 135-2 erstreckt.
Auch wenn dies in der 1 nicht dargestellt ist, kann sich der Verbindungsstutzen 107 auch in einem Winkelbereich zwischen 30° und 60° zu einer Oberfläche 101-1, 101-2, insbesondere zu der ersten Oberfläche 101-1 und der zweiten Oberfläche 101-2, der Temperierplatte 101 erstrecken.
Auch wenn dies in der 1 nicht dargestellt ist, kann sich der Verbindungsstutzen 107 auch parallel zu einer Oberfläche 101-1, 101-2, insbesondere zu der ersten Oberfläche 101-1 und der zweiten Oberfläche 101-2, der Temperierplatte 101 erstrecken, insbesondere wenn der Verbindungsstutzen 107 an einem Plattenrand der Temperierplatte 101 angeordnet ist.
Für weitere Details der in 1 dargestellten Temperiervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform wird auf die nachfolgenden 2A bis 2D und 3A bis 3B verwiesen.
Die 2A bis 2D zeigen perspektivische Ansichten des Verbindens eines Verbindungselements mit der Temperiervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Wie bereit in der 1 im Detail ausgeführt wurde, wird das Verbindungselement 106 insbesondere Verbindungsring, zumindest abschnittsweise in der Kanalöffnung 105 der Temperierplatte 101 angeordnet und ist ausgebildet, den Verbindungsstutzen 107 mit der Temperierplatte 101 zu verbinden.
Aus der 2A geht hervor, dass das Verbindungselement 106 entlang einer ersten Translationsrichtung 137-1 zumindest abschnittsweise in die Kanalöffnung 105 der Temperierplatte 101 eingeführt wird, um das Verbindungselement 106 in einer in 2B dargestellten Positionierungsposition zu positionieren.
Hierbei weist eine die Kanalöffnung 105 begrenzende Öffnungswandung 101-5 der Temperierplatte 101 Einführaussparungen 141 auf, durch welche die Verbindungsvorsprünge 111 des Verbindungselements 106 entlang der ersten Translationsrichtung 137-1 in die Kanalöffnung 105 einführbar sind.
Wie bereits in den Ausführungen zur 1 ausgeführt wurde, liegen die Verbindungsvorsprünge 111 an Arretierungsvorsprüngen 139 an, welche in einer die Kanalöffnung 105 begrenzende Öffnungswandung 101-5 der Temperierplatte 101 gebildet sind, um das Verbindungselement 106 formschlüssig an der Öffnungswandung 101-5 zu befestigen. Insbesondere weist das Verbindungselement 106 drei Verbindungsvorsprünge 111 auf, welche in Bezug auf den Mittelpunkt der Kanalöffnung 105 symmetrisch zueinander angeordnet sind. Es kann jedoch alternativ eine beliebige Anzahl von Verbindungsvorsprüngen 111 an dem Verbindungselement 106 angeordnet sein.
Aus der 2C geht hervor, dass Verbindungselement 160 entlang einer ersten Drehrichtung 137-2 in der Kanalöffnung 105 drehbar ist, um das Verbindungselement 106 von der in 2B dargestellten Positionierungsposition in die in den 2C und 2D dargestellte Fixierungsposition zu überführen.
In der in den 2C und 2D dargestellten Fixierungsposition liegen die Verbindungsvorsprünge 111 des Verbindungselements 106 an den in der Öffnungswandung 101-5 geformten Arretierungsvorsprüngen 139 an, um das Verbindungselement 106 in der Kanalöffnung 105 zu fixieren, und die lösbare Drehverbindung zu schließen.
Wie aus den 2A bis 2D ferner hervorgeht, weisen die Verbindungsvorsprünge 111 des Verbindungselements 106 jeweils einen Anschlag 143 auf, um eine Drehbegrenzung bei einer Drehung des Verbindungselements 106 entlang der ersten Drehrichtung 137-2 zu bewirken, da der jeweilige Anschlag 143 in der Fixierungsposition an dem jeweiligen Arretierungsvorsprung 139 anliegt.
Somit kann eine wirksame Befestigung des Verbindungselements 106 in der Kanalöffnung 105 sichergestellt werden.
Durch eine Drehung des Verbindungselements 106 von der in den 2C und 2D dargestellten Fixierungsposition entgegen der ersten Drehrichtung 137-2 (dann in der in 2C und 2D nicht dargestellten zweiten Drehrichtung) in die in der 2B dargestellte Positionierungsposition und durch eine sich anschließende Translation des Verbindungselements 106 entgegen der ersten Translationsrichtung 137-1 kann die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungselement 106 und der Temperierplatte 101 wieder gelöst werden.
Die 3A bis 3B zeigen perspektivische Ansichten des Verbindens eines Verbindungsstutzens mit dem Verbindungselement gemäß der ersten Ausführungsform.
3A zeigt das in der Kanalöffnung 105 der Temperierplatte 101 fixierte Verbindungselement 106 gemäß der in den 2C und 2D dargestellten Fixierungsposition. Gemäß der 3A wird der Verbindungsstutzen 107 insbesondere ein in der 3B lediglich schematisch dargestellter Einführabschnitt 119 des Verbindungsstutzens 107, entlang der ersten Translationsrichtung 137-1 zumindest abschnittsweise in das Verbindungselement 106 eingeführt, um den Verbindungsstutzen 107 in der in 3B dargestellten Position zu positionieren.
Anschließend wird der Verbindungsstutzen 107 entlang der ersten Drehrichtung 137-2 in dem Verbindungselement 106 rotiert, insbesondere in das Verbindungselement 106 mittels entsprechender komplementärer Gewinde eingeschraubt, um den Verbindungsstutzen 107 an dem Verbindungselement 106 zu fixieren.
Für weitere Details wird auf die Ausführungen zur 1, bzw. den 2A bis 2D verwiesen.
Die 4A bis 4B zeigen perspektivische Ansichten einer Temperiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Der in 4A dargestellte Verbindungsstutzen 107 gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht im Wesentlichen dem in 1 dargestellten Verbindungsstutzen 107 gemäß der ersten Ausführungsform.
In der 4A ist lediglich ein Gewinde 145, insbesondere Außengewinde, dargestellt, welches an einer der ersten Kontaktwandung 115 des Verbindungselements 106 zugewandten zweiten Kontaktwandung 117 des Verbindungsstutzens 107, insbesondere des Einführabschnitts 119, geformt ist, um eine lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement 106 und dem in 4B dargestellten Verbindungsadapter 107-1 sicherzustellen. Ein entsprechendes komplementäres weiteres Gewinde 147, insbesondere Innengewinde des Verbindungsadapters 107-1 ist in der 4B dargestellt.
Der in 4B dargestellte Verbindungsadapter 107-1 gemäß der zweiten Ausführungsform hingegen weist im Gegensatz zum Verbindungselement 106 gemäß der ersten Ausführungsform keine Verbindungsvorsprünge 111, sondern eine Mehrzahl von federelastischen Rastarmen 149 auf, welche in die die Kanalöffnung 105 umlaufende Öffnungswandung 101-5 der Temperierplatte 101 eingreifen, um den Verbindungsadapter 107-1 kraftschlüssig an der Temperierplatte 101 zu befestigen. Auch wenn in der 4B vier Rastarmen 149 dargestellt sind, können beliebig viele Rastarme 149 an dem Verbindungselement 106 angeordnet sein. Die Rastarme 149 weisen insbesondere Rastvorsprünge 151 auf, welche an einer Unterseite der Öffnungswandung 101-5 anliegen, um eine wirksame Befestigung sicherzustellen.
Durch das Eindrehen, bzw. Einschrauben des als Einführabschnitt 119 des Verbindungsstutzens 107 ausgebildeten Verbindungselement 106 in den Verbindungsadapter 107-1, welcher in der Kanalöffnung 105 der Temperierplatte 101 angeordnet ist, kann die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen 107 und der Temperierplatte vorteilhaft bereitgestellt werden.
Für weitere Details wird auf die Ausführungen zu den 5A bis 5D verwiesen.
Die 5A bis 5D zeigen perspektivische Ansichten des Verbindens des Verbindungselements mit dem Verbindungsadapter gemäß der zweiten Ausführungsform.
In der 5A und 5B ist eine Fixierung des Verbindungsadapters 107-1 in der Kanalöffnung 105 der Temperierplatte 101 dargestellt, in welcher die Rastarme 149 des Verbindungsadapters 107-1 mit den Rastvorsprüngen 151 die Öffnungswandung 101-5 hintergreifen. Der Verbindungsadapter 107-1 wurde lediglich im Rahmen einer Translationsbewegung von oben durch die Kanalöffnung 105 eingeführt, wobei die Rastarme 149 während des Einführens radial nach innen ausgelenkt wurden, und nach dem Einführen aufgrund der Federelastizität radial nach außen aufschnappen und die Öffnungswandung 101-5 hintergreifen. Das entsprechende Gewinde 145 des Verbindungsadapters 107-1 ist in 5A und 5B gezeigt.
In den 5C und 5D ist die Temperiervorrichtung 100 nach dem Eindrehen, bzw. Einschrauben des Verbindungsstutzens 107 in den Verbindungsadapter 107-1 dargestellt, wobei ein Einführabschnitt 119 des Verbindungsstutzens 107 dargestellt ist, welcher in den Verbindungsadapter 107-1 eingeführt ist. Der eingeführte Einführabschnitt 119 liegt an den Rastarmen 149 innenseitig an und verhindert in der in 5C, bzw. 5D dargestellten Fixierungsposition ein radiales Einfedern der Rastarme 149 nach innen, so dass sich der Verbindungsadapter 107-1, wenn der Verbindungsstutzen 107 eingeschraubt ist, nicht von der Temperierplatte 101 lösen kann.
Bezugszeichenliste

100: Temperiervorrichtung
101: Temperierplatte
101-1: Erste Oberfläche
101-2: Zweite Oberfläche
101-3: Erste Unterplatte
101-4: Zweite Unterplatte
101-5: Öffnungswandung
103: Fluidkanal
105: Kanalöffnung
106: Verbindungselement
107: Verbindungsstutzen
107-: Verbindungsadapter
107-2: Zweites Verbindungselement
109: Außenbereich der Temperierplatte
111: Verbindungsvorsprünge
113: Innenbereich des Verbindungselements
115: Erste Kontaktwandung des Verbindungselements
117: Zweite Kontaktwandung des Verbindungsstutzens
119: Einführabschnitt des Verbindungsstutzens
121-1: Erste Dichtungsaufnahme
121-2: Zweite Dichtungsaufnahme
123-1: Erstes Dichtungselement
123-2: Zweites Dichtungselement
125: Kontaktabschnitt des zweiten Verbindungselements
127: Dritte Kontaktwandung
129: Aufnahmevertiefung
131: Fluidführungsabschnitt
133-1: Erster Außendurchmesser
133-2: Zweiter Außendurchmesser
135: Auswölbung
135-1: Längsrichtung
135-2: Querrichtung
135-3: Hochrichtung
137-1: Erste Translationsrichtung
137-2: Erste Drehrichtung
139: Arretierungsvorsprung
141: Einführaussparung
143: Anschlag
145: Gewinde
147: Weiteres Gewinde
149: Federelastischer Rastarm
151: Rastvorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013209980 A1 [0003]
WO 2020108764 A1 [0004]

Claims

Temperiervorrichtung (100) zum Temperieren einer Mehrzahl von in einer Batterieaufnahme aufnehmbaren Batteriemodulen für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, wobei die Temperiervorrichtung (100) mit der Mehrzahl von Batteriemodulen thermisch koppelbar ist, und wobei die Temperiervorrichtung (100) umfasst: eine Temperierplatte (101) zum Temperieren der Mehrzahl von Batteriemodulen, wobei die Temperierplatte (101) eine Oberfläche (101-1, 101-2) aufweist, wobei die Temperierplatte (101) einen Fluidkanal (103) aufweist, welcher durch ein Temperierungsfluid durchströmbar ist, um die Batteriemodule zu temperieren, und wobei der Fluidkanal (103) eine Kanalöffnung (105) aufweist, einen Verbindungstutzen (107), welcher fluiddicht mit der Kanalöffnung (105) verbunden ist, wobei der Verbindungsstutzen (107) mit einer Fluidführung fluidtechnisch verbindbar ist, um eine fluidtechnische Verbindung zwischen der Fluidführung und dem Fluidkanal (103) bereitzustellen, und einem Verbindungselement (106), welches ausgebildet ist, den Verbindungsstutzen (107) durch eine lösbare Drehverbindung mit der Temperierplatte (101) zu verbinden.
Temperiervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (106) einstückig mit dem Verbindungstutzen (107) ausgebildet ist, oder wobei der Verbindungstutzen (107) kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Verbindungselement (106) verbunden ist.
Temperiervorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbindungselement (106) ausgebildet ist, durch eine Drehung des Verbindungselements (106) entlang einer ersten Drehrichtung (137-2) die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungsstutzen (107) und der Temperierplatte (101) zu schließen, und wobei das Verbindungselement (106) ausgebildet ist, durch eine Drehung des Verbindungselements (106) entlang einer der ersten Drehrichtung (137-2) entgegengesetzten zweiten Drehrichtung die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungsstutzen (107) und der Temperierplatte (101) zu lösen.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (106) eine Mehrzahl von Verbindungsvorsprüngen (111) aufweist, welche jeweils in eine Einführaussparung (141) einer Mehrzahl von Einführaussparungen (141), welche in einer die Kanalöffnung (105) begrenzenden Öffnungswandung (101-5) geformt sind, einführbar und durch ein sich anschließendes Drehen des Verbindungselements (106), insbesondere entlang der ersten Drehrichtung (137-2), arretierbar sind, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement (106) und der Temperierplatte (101) zu schließen.
Temperiervorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von Verbindungsvorsprüngen (111) an Arretierungsvorsprüngen (139) anliegen, welche in der die Kanalöffnung (105) begrenzenden Öffnungswandung (101-5) gebildet sind, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement (106) und der Temperierplatte (101) zu schließen.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Temperiervorrichtung (100) einen Verbindungsadapter (107-1) aufweist, welcher zumindest abschnittsweise in der Kanalöffnung (105) angeordnet und mit einer die Kanalöffnung (105) begrenzenden Öffnungswandung (101-5) der Temperierplatte (101) lösbar verbunden ist, wobei das Verbindungselement (106) durch die lösbare Drehverbindung mit dem Verbindungsadapter (107-1) verbunden ist.
Temperiervorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei das Verbindungselement (106) als ein Einführabschnitt (119) des Verbindungsstutzens (107) ausgebildet ist, welcher in den Verbindungsadapter (107-1) eindrehbar ist, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen (107) und der Temperierplatte (101) zu schließen, und welcher aus dem Verbindungsadapter (107-1) ausdrehbar ist, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsstutzen (107) und der Temperierplatte (101) zu lösen.
Temperiervorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Verbindungsadapter (107-1) mit einer die Kanalöffnung (105) umlaufenden Öffnungswandung (101-5), insbesondere Öffnungswandungsrand, lösbar verbunden ist, wobei der Verbindungsadapter (107-1) insbesondere eine Mehrzahl von federelastischen Rastarmen (149) aufweist, welche die Öffnungswandung (101-5), insbesondere Öffnungswandungsrand, hintergreifen, um den Verbindungsadapter (107-1) kraftschlüssig an der Öffnungswandung (101-5) zu befestigen.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die federelastischen Rastarme (14) des Verbindungsadapters (107-1) ausgebildet sind, entlang einer sich von der Öffnungswandung (101-5), insbesondere dem Öffnungswandungsrand, in die Mitte der Kanalöffnung (105) erstreckenden Einfederungsrichtung nach innen einzufedern, um die lösbare Verbindung zwischen dem Verbindungsadapter (107-1) und der Öffnungswandung (101-5), insbesondere dem Öffnungswandungsrand zu lösen.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Verbindungselement (106), insbesondere Einführabschnitt, ein Gewinde (145) aufweist, welches in ein weiteres Gewinde (147) des Verbindungsadapters (107-1) drehbar ist, um die lösbare Drehverbindung zwischen dem Verbindungselement (106) und dem Verbindungsadapter (107-1) bereitzustellen.
Temperiervorrichtung (100) einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsstutzen (107) ein zweites Verbindungselement (107-2) aufweist, welches sich von der Kanalöffnung (105) aus in einen Außenbereich (109) der Temperierplatte (101) erstreckt und mit der Fluidführung fluidtechnisch verbindbar ist.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der Verbindungsstutzen (107) winklig, insbesondere rechtwinklig oder in einem Winkelbereich zwischen 30° und 60°, oder parallel zu der Oberfläche (101-1, 101-2) der Temperierplatte (101) erstreckt.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kanalöffnung (105) des Fluidkanals (103) an der Oberfläche (101-1, 101-2), insbesondere an einer ersten Oberfläche (101-1) und/oder zweiten Oberfläche (101-2) der Temperierplatte (101) angeordnet ist, und wobei der Verbindungsstutzen (107) an der Oberfläche (101-1, 101-2), insbesondere an einer ersten Oberfläche (101-1) und/oder zweiten Oberfläche (101-2), der Temperierplatte (101) angeordnet ist.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Temperierplatte (101) als eine zumindest abschnittsweise doppelwandige Temperierplatte (101) ausgebildet ist, welche eine erste Oberfläche (101-1) und/oder zweite Oberfläche (101-2) aufweist, welche den Fluidkanal (103) begrenzt, wobei die Kanalöffnung (105) in der ersten Oberfläche (101-1) und/oder zweiten Oberfläche (101-2) geformt ist.
Temperiervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die den Fluidkanal (103) begrenzende Oberfläche (101-1, 101-2), insbesondere erste Oberfläche (101-1) und/oder zweite Oberfläche (101-2), eine sich entlang der Temperierplatte (101) erstreckende Auswölbung (135) umfasst, welche sich insbesondere entlang eines Mittenbereichs der Temperierplatte (101) erstreckt.