EP2599157A1 - Kühlbares batteriesystem, verfahren zum kühlen einer batterie sowie automobil mit kühlbarem batteriesystem - Google Patents

Kühlbares batteriesystem, verfahren zum kühlen einer batterie sowie automobil mit kühlbarem batteriesystem

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EP2599157A1
EP2599157A1 EP11748309.9A EP11748309A EP2599157A1 EP 2599157 A1 EP2599157 A1 EP 2599157A1 EP 11748309 A EP11748309 A EP 11748309A EP 2599157 A1 EP2599157 A1 EP 2599157A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
heat exchange
exchange element
coolable
battery system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11748309.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Wetzel
Hans-Peter Habermeier
Peter Murla
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Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2599157A1 publication Critical patent/EP2599157A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5038—Heating or cooling of cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Coolable battery system method for cooling a battery and automobile with coolable battery system
  • Object of the present invention was therefore to provide a coolable battery system, in which the separation from the cooling circuit can be accomplished in a simple manner.
  • a battery which comprises at least one integrated first heat exchange element for the removal of thermal energy from the battery which at least partially forms the surface of the battery.
  • the integrated first heat exchange element is fixed Be ⁇ part of the battery and is integral with the battery educated.
  • the heat exchange element of the battery can be flush with the surface, but also protrude, for example, from the surface or be embedded in the surface of the battery.
  • the heat exchange element is preferably designed so that it has a higher thermal conductivity than the remaining surface of the battery, so that a targeted efficient heat exchange via the heat exchange element of the battery can be ⁇ works.
  • the battery has a first integrated coolant circuit which allows an exchange of thermal energy between the battery and the first heat exchange element.
  • This integrated coolant circuit enables efficient heat exchange from the location of the generation of excess thermal energy in the battery to the heat exchange element.
  • the coolant circuit via an integrated into the battery or running as a separate external component pump that allows circulation of the coolant contained in the first coolant ⁇ circuit has.
  • Exemplary coolants that may be included in the coolant loop of the battery include coolants that allow for heat exchange in a temperature range between -50 ° C and + 150 ° C.
  • the first heat exchange element has a structured surface.
  • struc ⁇ turing for example consists of elevations and depressions in the surface of the heat exchange element. This ensures that the surface of the heat exchange element is larger than if the surface of the heat exchange element would be flat. The larger surface area allows a higher heat exchange rate and thus a more efficient heat exchange.
  • a guaranteed structured surface a better haptic adaptation of another heat exchange element with corresponding
  • haftge ⁇ ge GmbH structuring so that the two correspondingly structured heat exchange elements can interlock form-fitting manner. On such an imple mentation form will be discussed below separately to Fig. 2 separately.
  • the first heat exchange element consists of a material having a thermal conductivity ⁇ of at least 50 W / (m'K), in particular iron, steel, copper, silver, gold, brass, metallic materials or materials with a good heat transfer coefficient.
  • a coolable battery system which has at least one battery described above.
  • the fiction, modern ⁇ coolable battery system per battery includes a second Wär ⁇ meleyelement which is engageable with the first heat exchange element re ⁇ reversibly in a thermal operative connection.
  • the thermal active connection can be produced, for example, by bringing the second heat exchange element into mechanical contact with the first heat exchange element. This allows an exchange of thermal energy between the two heat exchange elements.
  • the second heat exchange element consists of a material with a thermal conductivity ⁇ of at least 50 W / (m'K), in particular iron, steel, copper, silver, gold, brass, metallic materials or materials with a good heat transfer coefficient.
  • the first and second heat exchanger elements are formed from the same material.
  • the second heat exchange element is in thermal operative connection with a second coolant circuit.
  • the second heat exchange element serves to dissipate the thermal energy from the battery via the first Heat exchange element is transferred to the second heat exchange element.
  • the second coolant circuit has at least one device for dissipating thermal energy to the environment.
  • ⁇ devices for discharging thermal energy to the environment may be, for example, passive devices, such as radiator fins, radiators, etc., but also are active cooling devices, such as devices, in which the heat ⁇ energy is transported away with the aid of a fan or a pump ,
  • the battery system has a device that includes the second heat exchange element as an integral part.
  • This device also includes a connection facility for the electrical supply of the pump of the battery;
  • the connection possibility for the electrical supply is preferably designed as a separable electrical connection, for example as a plug connection.
  • the battery can be brought into thermal communication with the second heat exchange element, at the same time connected to the device having the second heat exchange direction, so that electric operation of the pump of the battery is ensured.
  • the inventive method is based on the principle of heat flow from the hotter to the cooler element. By doing that Heat is held second heat exchange element of the coolable battery system at a lower temperature level, heat can be efficiently discharged from the battery and supplied to the cooling circuit of the coolable battery system.
  • the energy transferred from the first heat exchange element to the second heat exchange element is supplied via the second cooling circuit of the at least one device for dissipating thermal energy to the environment and discharged to the environment.
  • the present invention also provides an automobile having a coolable battery system as described above.
  • the second cooling circuit of the coolable battery system is the vehicle coolant circuit of the automobile. This eliminates the need for a separatedemit ⁇ telnikank for the battery, so that an extremely efficient and simple construction is possible.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a coolable battery system according to the invention
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the coolable battery system according to the invention.
  • Figure 1A shows the basic components of fiction, modern ⁇ coolable battery system. Shown is a battery 1, which has an integrated coolant circuit 1.1.
  • This coolant circuit 1.1 includes a preferably liquid coolant that can be circulated via a pump 1.2. A part of the coolant circuit 1.1 is in thermal operative connection with the first heat exchange element 3.1, which is assigned to the battery 1.
  • the heat exchange element 3.1 forms part of the surface of the battery 1 and is designed in this case as a raised element.
  • the counterpart to the battery 1 forms a cooling device which has a second heat exchange element 3.2.
  • a second heat exchange element 3.2 In the position shown in Figure 1A from guiding the second heat exchange element 3.2 is geometrically accurate same dimensions as the first heat exchange element ⁇ 3.1.
  • the first heat exchange element 3.1 and the second heat exchange element 3.2 thereby form a two-part heat exchanger.
  • the second heat exchange element 3.2 has a second coolant circuit 2.1, with which it is in thermal exchange. This second coolant circuit
  • 2.1 may further have a device for dissipating thermal energy 2.2, which may be in the present case, for example, the coolant circuit of an automobile.
  • the second heat exchange element 3.2 can be mounted or integrated, for example, in or on a mechanical support 2 for the battery.
  • the coolable battery system can also be connected via a device 2.3, e.g. a housing, in which the second heat exchange element 3.2 is integrated together with its associated components.
  • FIG. 1B shows an embodiment in which the battery 1 is connected via its heat exchange element 3.1 to the second heat exchange element 3.2.
  • the separable electrical connection 1.2.2 may be integrated in the housing 2.3, in which also the second heat exchange element 3.2 is seated.
  • the separable electrical connection 1.2.2 can be supplied with electrical energy in ⁇ example, via the electrical system of a vehicle.
  • the present invention is therefore based in principle on the following idea: It is proposed a cooling via a two-part heat exchanger 3.1, 3.2, in which the heat exchanger is designed separable.
  • the vehicle remains one half of the heat exchanger 3.2, which is preferably constantly cooled in the cooling circuit 2.2 of the vehicle.
  • the other half 3.1 of the heat exchanger remains in the battery 1. If the battery is replaced, this half 3.1 of the heat exchanger is replaced with (see Fig. La).
  • the battery internally has its own circulation system with a coolant circuit 1.1 and a circulating pump 1.2, the pump 1.2 being connected to the on-board network in the vehicle via a separable electrical connection 1.2.2 (see also details in FIG. Vehicle side, the on-vehicle portion of the heat exchanger may be 3.2 play grown at ⁇ in or on the mechanical support 2 for the battery or integrated.
  • a battery suitable for carrying out such a method comprises a first part 3.1 of a heat exchanger, which can be brought into thermal operative connection with a second part of the heat exchanger 3.2 on the vehicle, but remaining on the battery when the battery is disconnected.
  • the battery or the heat exchanger part 3.1 located thereon is in turn provided with a circulating system for cooling liquid in the interior of the battery.
  • a vehicle in particular an electric or hybrid vehicle is described in which a battery is thermally coupled via a two-part, separable heat exchanger and is cooled, wherein the expansion of the battery, the heat ⁇ exchanger is divided and a part of the heat exchanger remains on the battery , This can eliminate back into the battery a direct coolant line and an optionally.
  • Coolant in the vehicle coolant circuit 2.2 are separated.

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Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Batterie bereitgestellt, die zumindest ein integriertes erstes Wärmetauschelement zur Abführung von thermischer Energie aus der Batterie, das zumindest teilweise die Oberfläche der Batterie bildet, umfasst. Das integrierte erste Wärmetauschelement ist dabei fester Bestandteil der Batterie und ist einstückig mit der Batterie ausgebildet. Das Wärmetauschelement der Batterie kann dabei bündig mit der Oberfläche abschließen, aber auch beispielsweise aus der Oberfläche herausragen oder in die Oberfläche der Batterie eingelassen sein. Erfindungsgemäß wird ebenso ein kühlbares Batteriesystem zur Verfügung gestellt, das über mindestens eine im Voranstehenden beschriebene Batterie verfügt. Zudem umfasst das erfindungsgemäße kühlbare Batteriesystem pro Batterie ein zweites Wärmetauschelement, das mit dem ersten Wärmetauschelement reversibel in eine thermische Wirkverbindung bringbar ist. Weiter wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Kühlung einer erfindungsgemäßen Batterie in einem erfindungsgemäßen kühlbaren Batteriesystem beschrieben, bei dem das erste Wärmetauschelement der mindestens einen Batterie in thermische Wirkverbindung mit dem zweiten Wärmetauschelement gebracht wird, wobei das zweite Wärmetauschelement auf einem geringeren Temperaturniveau gehalten wird, wie das Temperaturniveau des ersten Wärmetauschelement.

Description

Beschreibung
Kühlbares Batteriesystem, Verfahren zum Kühlen einer Batterie sowie Automobil mit kühlbarem Batteriesystem
Um Batterien mit großer Kapazität, insbesondere Lithium-Ionen- Batterien, herstellen und verwenden zu können, muss auf die Abfuhr der entstehenden Wärme geachtet werden. Für große Kapazitäten, wie sie z.B. zum Betrieb eines Elektrofahrzeuges benötigt werden, muss eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen werden um die Wärmekapazität entsprechend abführen zu können. Um die Kühlflüssigkeit immer ausreichend wärmeaufnahmefähig halten zu können, sollte diese Flüssigkeit in einem extra Kühler temperiert werden. Bei Konzepten mit Wechselbatterien muss dann immer der Anschluss an die Kühlung mit gewechselt werden. Das hat den Nachteil, dass die temperierte Verbindung von dem unter Druck stehenden Kühlkreislauf unterbrochen werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein kühlbares Batteriesystem anzugeben, bei dem die Abtrennung vom Kühlkreislauf auf einfache Art und Weise bewerkstelligt werden kann.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, bezüglich eines Batteriesystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6, bezüglich eines Verfahrens zur Kühlung einer Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie bezüglich eines Automobils mit den Merkmalen des Pa¬ tentanspruchs 12 gelöst. Die jeweiligen abhängigen Patentansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Erfindungsgemäß wird somit eine Batterie bereitgestellt, die zumindest ein integriertes erstes Wärmetauschelement zur Ab¬ führung von thermischer Energie aus der Batterie, das zumindest teilweise die Oberfläche der Batterie bildet, umfasst. Das integrierte erste Wärmetauschelement ist dabei fester Be¬ standteil der Batterie und ist einstückig mit der Batterie ausgebildet. Das Wärmetauschelement der Batterie kann dabei bündig mit der Oberfläche abschließen, aber auch beispielsweise aus der Oberfläche herausragen oder in die Oberfläche der Batterie eingelassen sein.
Das Wärmetauschelement ist dabei bevorzugt so ausgebildet, dass es eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die restliche Oberfläche der Batterie, so dass ein gezielter effizienter Wärmeaustausch über das Wärmetauschelement der Batterie be¬ werkstelligt werden kann.
In einer bevorzugten Aus führungs form verfügt die Batterie über einen ersten integrierten Kühlmittelkreislauf, der einen Austausch thermischer Energie zwischen Batterie und dem ersten Wärmetauschelement ermöglicht.
Über diesen integrierten Kühlmittelkreislauf ist ein effizienter Wärmeaustausch vom Ort der Entstehung überschüssiger thermischer Energie in der Batterie zum Wärmetauschelement möglich.
Vorteilhaft ist dabei, wenn der Kühlmittelkreislauf über eine in die Batterie integrierte oder als separates externes Bauteil ausgeführte Pumpe, die eine Zirkulation des im ersten Kühl¬ mittelkreislauf enthaltenen Kühlmittels ermöglicht, verfügt.
Beispielhafte Kühlmittel, die im Kühlmittelkreislauf der Batterie enthalten sein können, sind Kühlmittel, die einen Wärmeaustausch in einem Temperaturbereich zwischen -50 °C und +150 °C erlauben.
Weiter bevorzugt ist, dass das erste Wärmetauschelement eine strukturierte Oberfläche aufweist. Eine derartige Struktu¬ rierung besteht beispielsweise aus Erhebungen und Vertiefungen in der Oberfläche des Wärmetauschelements. Dies gewährleistet, dass die Oberfläche des Wärmetauschelements größer ist als wenn die Oberfläche des Wärmetauschelements plan wäre. Die größere Oberfläche ermöglicht eine höhere Wärmetauschrate und somit einen effizienteren Wärmetausch. Zudem gewährleistet eine strukturierte Oberfläche eine bessere haptische Anpassung eines weiteren Wärmetauschelements mit entsprechender entgegenge¬ setzter Strukturierung, so dass die beiden entsprechend strukturierten Wärmetauschelemente formschlüssig ineinander eingreifen können. Auf eine derartige Aus führungs form wird weiter unten stehend zu Fig. 2 gesondert eingegangen.
In einer bevorzugten Aus führungs form besteht das erste Wärmetauschelement aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von mindestens 50 W/ (m'K) , insbesondere Eisen, Stahl, Kupfer, Silber, Gold, Messing, metallischen Materialien oder Materialien mit einem guten Wärmeübergangskoeffizient.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein kühlbares Batteriesystem zur Verfügung gestellt, das über mindestens eine im Voranstehenden beschriebene Batterie verfügt. Zudem umfasst das erfindungs¬ gemäße kühlbare Batteriesystem pro Batterie ein zweites Wär¬ metauschelement, das mit dem ersten Wärmetauschelement re¬ versibel in eine thermische Wirkverbindung bringbar ist.
Die thermische Wirkverbindung kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass das zweite Wärmetauschelement mit dem ersten Wärmetauschelement in mechanischem Kontakt gebracht wird. Dadurch wird ein Austausch von thermischer Energie zwischen den beiden Wärmetauschelementen ermöglicht.
Vorzugsweise besteht das zweite Wärmetauschelement aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von mindestens 50 W/ (m'K) , insbesondere Eisen, Stahl, Kupfer, Silber, Gold, Messing, metallischen Materialien oder Materialien mit einem guten Wärmeübergangskoeffizient. In einer besonders bevorzugten Aus führungs form sind das erste und das zweite Wärmetauschelement aus dem gleichen Material gebildet.
Weiter ist vorteilhaft, wenn das zweite Wärmetauschelement mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf in thermischer Wirkverbindung steht. Das zweite Wärmetauschelement dient dabei der Abführung der thermischen Energie, die aus der Batterie über das erste Wärmetauschelement auf das zweite Wärmetauschelement übertragen wird .
In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form verfügt der zweite Kühlmittelkreislauf über mindestens eine Vorrichtung zur Abführung thermischer Energie an die Umwelt. Derartige Vor¬ richtungen zur Abführung thermischer Energie an die Umwelt können beispielsweise passive Vorrichtungen sein wie z.B. Kühlerrippen, Radiatoren etc., ebenso sind jedoch auch aktive Kühlvorrichtungen, wie beispielsweise Vorrichtungen, bei der die Wärme¬ energie mit Hilfe eines Lüfters oder einer Pumpe abtransportiert wird .
In einer weiteren bevorzugten Aus führungs form verfügt das Batteriesystem über eine Vorrichtung, die das zweite Wärmetauschelement als integralen Bestandteil beinhaltet. Diese Vorrichtung umfasst zudem eine Anschlussmöglichkeit für die elektrische Versorgung der Pumpe der Batterie; dabei ist die Anschlussmöglichkeit für die elektrische Versorgung bevorzugt als trennbare elektrische Verbindung, beispielsweise als Steckerverbindung, ausgebildet. Gemäß dieser Aus führungs form kann somit die Batterie sowohl in thermischer Verbindung mit dem zweiten Wärmetauschelement gebracht werden, gleichzeitig an die Vorrichtung angeschlossen werden, die über die zweite Wärmetauschrichtung verfügt, so dass ein elektrischer Betrieb der Pumpe der Batterie gewährleistet ist.
Weiter wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Kühlung einer erfindungsgemäßen Batterie in einem erfindungsgemäßen kühlbaren Batteriesystem beschrieben, bei dem das erste Wärmetauschelement der mindestens einen Batterie in thermische Wirkverbindung mit dem zweiten Wärmetauschelement gebracht wird, wobei das zweite Wärmetauschelement auf einem geringeren Temperaturniveau ge¬ halten wird, wie das Temperaturniveau des ersten Wärme¬ tauschelement .
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht dabei auf dem Prinzip des Wärmeflusses vom heißeren zum kühleren Element. Dadurch, dass das zweite Wärmetauschelement des kühlbaren Batteriesystems auf einem niedrigeren Temperaturniveau gehalten wird, kann Wärme effizient aus der Batterie ausgetragen und dem Kühlkreislauf des kühlbaren Batteriesystems zugeführt werden.
Weiter bevorzugt ist dabei, wenn die vom ersten Wärmetauschelement auf das zweite Wärmetauschelement übertragene Energie über den zweiten Kühlkreislauf der mindestens einen Vorrichtung zur Abführung thermischer Energie an die Umwelt zugeführt und an die Umwelt abgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein Automobil angegeben, das über ein kühlbares Batteriesystem, wie im Voranstehenden beschrieben, verfügt .
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der zweite Kühlkreislauf des kühlbaren Batteriesystems der Fahrzeugkühlmittelkreislauf des Automobils ist. Dadurch erübrigt sich ein separater Kühlmit¬ telkreislauf für die Batterie, so dass eine äußerst effiziente und einfache Konstruktion möglich ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren sowie den nachfolgenden Ausführungsformen näher erläutert, ohne die Erfindung auf die dargestellten Parameter und Ausführungen zu beschränken.
Dabei zeigt
Figur 1 eine erste Ausführungs form eines erfindungsgemäßen kühlbaren Batteriesystems und
Figur 2 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen kühlbaren Batteriesystems. Figur 1A zeigt die wesentlichen Bestandteile des erfindungs¬ gemäßen kühlbaren Batteriesystems. Dargestellt ist eine Batterie 1, die einen integrierten Kühlmittelkreislauf 1.1 aufweist. Dieser Kühlmittelkreislauf 1.1 beinhaltet ein vorzugsweise flüssiges Kühlmittel, das über eine Pumpe 1.2 zirkuliert werden kann. Ein Teil des Kühlmittelkreislaufs 1.1 steht dabei in thermischer Wirkverbindung mit dem ersten Wärmetauschelement 3.1, das der Batterie 1 zugeordnet ist. Das Wärmetauschelement 3.1 bildet dabei einen Teil der Oberfläche der Batterie 1 und ist in diesem Fall als erhabenes Element ausgeführt.
Das Gegenstück zur Batterie 1 bildet eine Kühlvorrichtung, die über ein zweites Wärmetauschelement 3.2 verfügt. In der in Figur 1A dargestellten Aus führungs form ist das zweite Wärmetauschelement 3.2 genau gleich dimensioniert wie das erste Wärme¬ tauschelement 3.1. Das erste Wärmetauschelement 3.1 und das zweite Wärmetauschelement 3.2 bilden dabei einen zweiteiligen Wärmetauscher. Das zweite Wärmetauschelement 3.2 verfügt dabei über einen zweiten Kühlmittelkreislauf 2.1, mit dem es in thermischem Austausch steht. Dieser zweite Kühlmittelkreislauf
2.1 kann weiter über eine Vorrichtung zur Abführung thermischer Energie 2.2 verfügen, die im vorliegenden Fall beispielsweise der Kühlmittelkreislauf eines Automobils sein kann.
Zudem kann das zweite Wärmetauschelement 3.2 beispielsweise in oder an einem mechanischen Träger 2 für die Batterie angebaut bzw. integriert sein. Das kühlbare Batteriesystem kann dabei zudem über eine Vorrichtung 2.3, z.B. ein Gehäuse, verfügen, in die das zweite Wärmetauschelement 3.2 mitsamt seinen dazugehörigen Komponenten integriert ist.
In Figur 1B ist eine Aus führungs form dargestellt, in der die Batterie 1 über ihr Wärmetauschelement 3.1 mit dem zweiten Wärmetauschelement 3.2 in Verbindung gebracht ist. Der Über¬ sichtlichkeit halber sind dabei einige der in Figur 1A dar¬ gestellten Bezugszeichen weggelassen.
Die Aus führungs form gemäß Figur 2 ähnelt prinzipiell der
Ausführungsform gemäß Figur 1. Beide Wärmetauschelemente 3.1 und
3.2 weisen dabei pyramidenförmige Elemente an der Oberfläche auf, um eine möglichst große Oberfläche der Wärmetauschelemente und somit einen möglichst effizienten Austausch von thermischer Energie zu erzielen.
Zusätzlich dargestellt ist eine trennbare elektrische Verbindung 1.2.2, mit der die Pumpe 1.2 mit Strom versorgt werden kann. Die trennbare elektrische Verbindung 1.2.2 kann in dem Gehäuse 2.3 integriert sein, in der auch das zweite Wärmetauschelement 3.2 sitzt. Die trennbare elektrische Verbindung 1.2.2 kann bei¬ spielsweise über das Bordnetz eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden.
Die vorliegende Erfindung beruht daher prinzipiell auf folgender Idee: Es wird eine Kühlung über einen zweiteiligen Wärmetauscher 3.1, 3.2 vorgeschlagen, bei dem der Wärmetauscher trennbar gestaltet ist. Am Fahrzeug verbleibt die eine Hälfte des Wärmetauschers 3.2, die vorzugsweise ständig im Kühlkreislauf 2.2 des Fahrzeugs gekühlt wird.
Die andere Hälfte 3.1 des Wärmetauschers verbleibt in der Batterie 1. Wird die Batterie getauscht, wird diese Hälfte 3.1 des Wärmetauschers mit ausgewechselt (vgl. Fig. la) .
Die Kühlung kommt zustande, wenn die beiden Hälften 3.1, 3.2 des Wärmetauschers zusammengebracht werden, wie in Fig. lb skiz¬ zenhaft gezeigt ist. Vorzugsweise weist die Batterie intern ein eigenes Umwälzsystem mit einem Kühlmittelkreislauf 1.1 und einer Umwälzpumpe 1.2 auf, wobei die Pumpe 1.2 über eine trennbare elektrische Verbindung 1.2.2 mit dem Bordnetz im Fahrzeug verbunden ist (vgl. Details auch in Fig. 2) . Fahrzeugseitig kann der am Fahrzeug befindliche Teil des Wärmetauschers 3.2 bei¬ spielsweise in oder an den mechanischen Träger 2 für die Batterie angebaut bzw. integriert werden.
Für die vorliegende Erfindung können konstruktiv alle bekannten Wärmetauscher eingesetzt werden (z.B. Kreuzwärmetauscher oder Linearwärmetauscher) und sind die beiden Teile des Wärmetau¬ schers natürlich auf eine möglichst gute großflächige thermische Kopplung optimiert. Es wird also ein Verfahren zum Kühlen einer Batterie vorgestellt, bei dem ein Kühlkreislauf des Fahrzeugs mit einer Batterie in thermische Wirkverbindung gebracht wird. Damit die Batterie leicht abtrennbar wird, wird vorgeschlagen, die thermische Wirkverbindung über einen Wärmetauscher zu realisieren, welcher wiederum zweiteilig und trennbar ausgestaltet ist.
Dazu weist eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Batterie einen ersten Teil 3.1 eines Wärmetauschers auf, welcher mit einem zweiten Teil des Wärmetauschers 3.2 am Fahrzeug in thermische Wirkverbindung bringbar, beim Abtrennen der Batterie jedoch an der Batterie verbleibend ausgestaltet ist . Vorzugsweise ist die Batterie bzw. der daran befindliche Wärmetauscherteil 3.1 wiederum mit einem Umwälzsystem für Kühlflüssigkeit im Inneren der Batterie versehen ist.
Ebenso wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug beschrieben, bei dem eine Batterie über einen zweigeteilten, trennbaren Wärmetauscher thermisch gekoppelt ist und gekühlt wird, wobei beim Ausbau der Batterie der Wärme¬ tauscher geteilt wird und ein Teil des Wärmetauschers an der Batterie verbleibt. Dadurch kann eine direkte Kühlmittelleitung in die Batterie hin entfallen und wird ein ggfs. vorhandener Kühlmittelkreis 1.1 in der Batterie ebenso über diesen Wär¬ metauscher 3.1, 3.2 indirekt gekühlt und kann somit vom
Kühlmittel im Fahrzeugkühlmittelkreislauf 2.2 getrennt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Batterie (1), umfassend zumindest ein integriertes erstes Wärmetauschelement (3.1) zur Abführung von thermischer Energie aus der Batterie (1), das zumindest teilweise die Oberfläche der Batterie (1) bildet.
2. Batterie (1), nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) über einen ersten inte- grierten Kühlmittelkreislauf (1.1), der einen Austausch thermischer Energie zwischen Batterie (1) und dem ersten Wärmetauschelement (3.1) ermöglicht, verfügt.
3. Batterie (1) nach vorhergehendem Anspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (1.1) über eine in die Batterie (1) integrierte oder als separates externes Bauteil ausgeführte Pumpe (1.2), die eine Zirkulation eines im ersten Kühlmittelkreislauf (1.1) enthaltenen Kühlmittels ermöglicht, verfügt .
4. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wärmetauschelement (3.1) eine strukturierte Oberfläche aufweist.
5. Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wärmetauschelement (3.1) aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von mindestens 50 W/ (m'K) , insbesondere Eisen, Stahl, Kupfer, Silber, Gold, Messing oder metallischen Materialien besteht.
6. Kühlbares Batteriesystem, umfassend mindestens eine Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie pro Batterie (1) ein zweites Wärmetauschelement (3.2), das mit dem ersten Wärmetauschelement (3.1) reversibel in eine thermische Wirk- Verbindung bringbar ist.
7. Batteriesystem nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wärmetauschelement (3.2) aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit λ von mindestens 50 W/ (m'K) , insbesondere Eisen, Stahl, Kupfer, Silber, Gold, Messing oder metallischen Materialien besteht.
8. Batteriesystem nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wärme¬ tauschelement (3.2) mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf (2.1) in thermischer Wirkverbindung steht.
9. Batteriesystem nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittelkreislauf (2.1) über mindestens eine Vorrichtung zur Abführung thermischer Energie an die Umwelt (2.2) verfügt.
10. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wärmetauschelement (3.2) in eine Vorrichtung (2.3) integriert ist, die über eine Anschluss¬ möglichkeit (1.2.2) für die elektrische Versorgung der Pumpe (1.2) verfügt.
11. Verfahren zur Kühlung mindestens einer Batterie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 0 in einem kühlbaren Batteriesystem nach einem der Ansprüche 0 bis 0, bei dem das erste Wärmetauschelement (3.1) der mindestens einen Batterie (1) in thermische Wirk- Verbindung mit dem zweiten Wärmetauschelement (3.2) gebracht wird, wobei das zweite Wärmetauschelement (3.2) auf einem geringeren Temperaturniveau gehalten wird, wie das Tempera¬ turniveau des ersten Wärmetauschelement (3.1) .
12. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vom ersten Wärmetauschelement (3.1) auf das zweite Wärmetauschelement (3.2) übertragene Energie über den zweiten Kühlkreislauf (2) der mindestens einen Vorrichtung zur Abführung thermischer Energie an die Umwelt (2.2) zugeführt und an die Umwelt abgeführt wird.
13. Automobil, umfassend ein kühlbares Batteriesystem nach einem der Ansprüche 0 bis 0.
14. Automobil nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Abführung thermischer Energi (2.2) der Fahrzeugkühlmittelkreislauf des Automobils ist.
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