KR20190119616A - 냉각 플레이트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

냉각 플레이트 및 이의 제조 방법 Download PDF

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로버트 블러쉬
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라인츠-디히퉁스-게엠베하
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Abstract

본 발명은 냉각 플레이트(2a, 2b)를 제조하기 위한 방법, 냉각 플레이트(2a, 2b) 및 배터리 시스템 및 전기 자동차에 관한 것이다. 적어도 2개의 편평한 금속 섹션(2a, 2b)에서 냉각 플레이트(2a, 2b)를 제조하는 방법은 레이저 빔 용접과 관련이 있다.

Description

냉각 플레이트 및 이의 제조 방법
본 발명은 전기 자동차용 냉각 플레이트, 배터리 시스템, 전기 자동차 및 냉각 플레이트의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 금속으로부터 냉각 플레이트를 제조하는 것으로 알려져있다. 이를 위해, 특히 채널 구조를 포함하는 2개의 플레이트형 금속 섹션을 서로 납땜하여 냉각 플레이트를 형성할 수 있다. 전기 자동차를 냉각시키기 위해 액체가 안내될 수 있는 공동은 2개의 금속 섹션 사이의 채널 구조의 토포그래피에 의해 생성된다.
납땜된 냉각 플레이트들은 플럭스(flux) 또는 납땜으로 인해 오염될 수 있다. 또한, 납땜 공정, 특히 납땜이 전체 표면에 적용되는 공정은 경제성이 떨어지는 경우가 많다.
예를 들어 TIG 용접에 의해 플레이트형 금속 섹션을 함께 용접하는 것은 냉각 플레이트가 더이상 매끄러운 지지 표면을 제공하지 않기 때문에 높은 입열(heat input)과 그에 따른 금속 섹션의 변형으로 인한 대안을 나타내지 않음에 따라, 이러한 왜곡된 냉각 플레이트를 포함하는 냉각 시스템의 효율은 현저히 감소한다.
또한, 용접 시임(weld seams)은 바람직한 것보다 더 넓다. 또한, 적어도 TIG 용접의 경우 자동화가 달성되기에 매우 복잡하며, 매우 긴 사이클 시간과 관련되어 있으므로 기술적인 단점 외에도 경제적 단점을 대체할 방법을 검색해야 할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 무엇보다도 빠르고 쉽고 효율적인 비용으로 제조될 수 있고 왜곡 없이 제조될 수 있으며, 따라서 기하학적으로 정확한 방식으로 고도로 자동화된 공정으로 냉각 플레이트를 생성하는 것이다.
본 발명의 목적은 각각의 독립항에 따른 냉각 플레이트의 제조 방법, 냉각 플레이트 자체, 배터리 시스템, 및 전기 자동차에 의해 에 의해 달성된다.
레이저 빔 용접에 의해 금속 섹션의 접합이 수행되어 냉각 플레이트를 형성하기 때문에, 금속 섹션을 서로 접합시키기 위한 추가 재료는 더이상 필요하지 않다. 또한, 플럭스, 납땜 또는 접착제로 인한 오염이 발생하지 않으며, 이러한 추가 재료들은 채널 구조 사이의 공동(또는 채널)을 막을 수 없다. 또한, 레이저 용접은 고강도의 용접 조인트를 보장한다. 그러나 특히 주변 영역에서, 잠재적인 잔류 갭을 줄이기 위해 부분적으로 납땜(즉 "레이저 납땜")을 사용하는 것이 유용할 수 있다.
이 방법은 고도의 자동화가 가능하며, 땜납 코팅과 같은 추가 작업을 반드시 필요로 하지 않으며, 공정 시간을 단축할 수 있다. 레이저 빔 용접의 한 가지 장점은 에너지 입력을 쉽게 측정할 수 있고 최소 입열(heat input)과 매우 미세한 용접 시임(weld seam)를 구현할 수 있다는 것이다.
일 실시예에 따르면, 함께 용접된 적어도 2개의 금속 섹션은 용접 중에 입열을 감소시키기 위해 적어도 부분적으로 간헐적인 시임을 갖는다.
추가 개선은 종속항에 설명되어 있다.
방법의 일 실시예에 따르면, 레이저 용접은 섬유 레이저, YAG 레이저, CO2 레이저 또는 다이오드 레이저에 의해 수행된다. 프로세스에서 각각의 레이저 빔의 강도가 가변적인 것이 유리하다.
일 실시예에 따르면, 레이저 빔 용접은 레이저 빔 용접 장치에서 수행되며, 상기 레이저 빔 용접 장치는 함께 용접되는 금속 섹션을 고정하기 위한 클램핑 고정구(clamping fixture)와, 하나 이상의 레이저 빔을 방출하는 빔 헤드(beam head)를 포함한다.
선택적으로, 클램핑 고정구 및/또는 빔 헤드는 이동 가능하게 안내될 수 있어서, 클램핑 고정구와 빔 헤드는 서로에 대해 변위 가능하다. 이는, 예를 들어 축-가이드 카테이션 시스템(axis-guided Cartesian system)에 의해 수행될 수 있으며, 일반적으로 자동 제어될 수도 있다.
빔 헤드의 일 실시예에 따르면, 빔 헤드는 빔을 안내하기 위한 이동식 미러 시스템(movable mirror system)을 포함하며, 함께 용접되는 상기 금속 섹션의 상이한 영역은 미러의 이동에 따라 활성화될 수 있다. 이러한 방식으로, (미러의 낮은 관성으로 인해) 매우 빠른 용접이 가능하며, 분당 4~30m의 속도로 용접 시임이 상기 금속 섹션 상에 쉽게 형성될 수 있다. 또한, 최대 300m/분의 자유 이동 속도가 가능하여, 매우 다양한 용접 순서를 허용한다.
클램핑 고정구의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 섹션이 형태-고정 방식(form-locked manner)으로 부분적으로 수용 및/또는 결합된다. 예를 들어, 수직으로 제한을 제공하는 플레이트와 평면에서의 변위를 피하기 위해 핀을 결합할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 금속 섹션이 열로 인해 뒤틀리는 것이 매우 방지되며, 보강 립은 형태-고정 클램핑 고정구를 강화하도록 구성될 수 있다. 또한, 형태-고정 수용부(form-locked embrace)는 열 소산을 위해 접촉 표면을 크게 만들 수 있으며, 금속 섹션을 향하는 클램핑 고정구의 표면은 열 소산을 향상시키기 위해 구리 또는 알루미늄과 같이 특히 열을 잘 전도하는 재료로 제조될 수 있다. 열 소산을 위해 장치가 냉각될 수 있다.
클램핑 고정구의 일 실시예에 따르면, 플레이트형 금속 섹션은 레이저 용접 중에 갭(gap) 없이 서로의 상부에 배치된다. 플레이트형 금속 섹션의 실질적으로 평평한 섹션을 갭 없이 서로의 상부에 배치시킴으로써, 레이저 빔은 빔 헤드로부터 더 멀리 위치된 부분에 조인트를 형성하지 않고, 빔 헤드에 가장 근접한 금속 섹션을 가열하지 않으며, 일부 상황에서는 용융/연소시킬 수 있다.
또한, 클램핑 고정구는 용접될 영역 쪽으로 보호 가스를 전도하기 위한 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 가능한 트리거링 산화 반응이 중지되고/되거나 금속 섹션의 냉각이 달성된다.
보호 가스는 빔 헤드에 근접하거나 빔 헤드로부터 더 멀리 위치된, 서로의 상부에 배치된 금속 섹션의 표면에서 전도될 수 있다.
금속 섹션의 변형성의 특히 양호한 제한은, 빔 헤드를 향하는 상단 측의 클램핑 고정구가 상단에 위치한 금속 섹션 상으로 레이저 빔을 안내하기 위한 방사선 컷 아웃(radiation cut-out)을 포함한다는 점에서 달성된다. 이를 통해, 용접 지점에 접근할 수 있으며 근처에서 열을 분산시킬 수 있다. 또한, 클램핑 고정구는 빔 헤드와 반대쪽을 향하는 바닥면 상에 클램핑 고정구의 툴(tool)을 위해 금속 섹션이 용접되는 것을 방지하기 위헤 용접 컷 아웃(welding cut-out)을 포함하는 것이 유리하다.
방법의 일 실시예에 따르면, 대체로 편평한 금속 섹션 사이에 액체 기밀(liquid-tight) 공동을 형성하기 위하여 용접에 의한 주변 접합(peripheral joining)이 금속 섹션의 에지 영역에서 수행된다. 이는 바람직하게 연속 시임이고, 특히 2개의 시임의 맞대기 이음(butt joints)의 경우 중첩 용접부(overlapping welds)를 제공할 수 있다(예를 들어, 클램프 고정구에서 대면적 지역 금속 섹션을 재클램핑할 때 필요할 수 있음).
냉각재 회로(coolant circuit)를 생성하기 위해, 금속 섹션들 사이의 공동은 냉각제를 공급 및/또는 제거하기 위한 하나 이상의 개구를 포함할 수 있다.
이를 위해, 제1 실시예에서, 커넥터는 적어도 하나의 금속 섹션, 특히 금속 섹션의 평면 표면으로부터 돌출할 수 있으며, 커넥터는 금속 섹션으로부터 일체로 형성된다. 커넥터는 스탬핑(stamping) 또는 절단, 예를 들어 레이저 절단, 관통 개구에 의해 형성될 수 있으며, 관통 개구 에지의 엠보싱(embossing) 및/또는 딥 드로잉(deep drawing)에 의해 형성될 수 있다. 별도의 커넥터를 위한 수용 개구가 유사하게 형성될 수 있다.
상기 수용 개구는 별도의 커넥터가 수용될 수 있게 한다. 이 커넥터는 바람직하게 디스크형 또는 플랜지형 단부 피스를 포함하며, 이후, 관통 개구 주위 영역에서, 특히 수용 개구에 인접한 영역에서 특히 디스크형 또는 플랜지형 단부 피스에 의해 금속 섹션에 용접된다.
제2 실시예에 따르면, 수용 개구 또는 커넥터가 금속 섹션의 평면 표면에서 관통 개구 주위에 형성되지 않고 냉각 플레이트의 에지 영역에 형성될 수 있다. 가공된 냉각 플레이트에서 서로의 상부에 위치하는 함께 용접될 2개의 금속 섹션의 2개의 에지 섹션은 이 과정에서 변형되어 가공된 냉각 플레이트에서 서로 곡선을 이룬다. 곡면의 섹션 및 이웃 섹션이 각각의 금속 섹션의 인접 에지를 넘어 돌출할 때, 또는 이웃 섹션이 컷 아웃, 예를 들어 슬롯형 또는 웨지형 노치에 인접할 때 특히 바람직하다.
2개의 금속 섹션이 서로의 상부에 배치된 후, 서로로부터 곡선을 이루는 에지 섹션의 서로의 상부에 위치하는 이웃 섹션은 적어도 부분적으로 서로 결합되고, 특히 함께 용접된다. 용접 조인트는 2개의 금속 섹션만을 포함할 수 있거나, 수용 개구 내에 도입되는 커넥터는 용접 공정에 직접 포함될 수 있다. 이 경우, 디스크형 또는 플랜지형 단부 피스는 생략될 수 있으며, 수용 개구 및 커넥터의 인접한 벽을 통해 용접이 직접 수행될 수 있다.
플레이트 섹션이 공동에 인접한 영역에서 실질적으로 갭이 없는 결합 스폿(gap-free joining spots)을 갖는 것이 특히 유리하다. 이들은 본질적으로 액체 회로에서 "아일랜드(islands)"로 제공될 수 있다. 아일랜드는 길쭉한 모양을 가질 수 있지만 대안적으로 원형, 타원형 또는 직사각형일 수 있다. 일 실시예에서, 특정 영역에서 아일랜드가 생략될 수 있으므로, 이러한 "레이크(lake)"에서 액체의 혼합이 일어날 수 있다.
대향하는 금속 섹션의 상호 연결된 영역은 각각의 경우 용접 시임에 의해 연결된다. 용접 시임은 다른 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 서로 옆에 위치한 용접 스폿을 포함하는 선형 배열이 가능하다(스폿 용접부). 그러나 스티치 용접부(stitch welds)가 제공될 수도 있다(직렬로 배열되지만 서로 떨어져 있는 선형 섹션 형태). 스폿 용접부 및 스티치 용접부 금속 섹션으로의 특히 낮은 열 입력이 의도될 때 특히 유리하다. 또한, 각각의 아일랜드 내, 특히 원형 또는 타원형 아일랜드 내에서 원형 또는 타원형 시일 용접부가 가능하다. 또한, 파도 모양의 시임(파동 용접부)가, 특히 서로에 대해 위상 변이되는 이중 파동 용접부로 사용될 수 있다. 마찬가지로, 서로 겹치는 단일 트랙 시임(워블 용접부(wobble welds))가 가능하다. 이들은 알루미늄과 같은 반사성이 높은 재료에 매우 얇은 레이저 빔으로 용접을 수행할 때 특히 바람직하다. 얇은 단일 트랙 시임의 서로 겹치는 특징은 제한된 에너지 입력에도 불구하고 안정적인 조인트를 제공하는 것이다.
일 실시예는 용접되지 않은 상태의 금속 섹션의 두께가 0.2 내지 1.5 mm가 되도록 한다. 금속 섹션에 사용될 수 있는 재료는 특히 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 금속 화 된 플라스틱 또는 스테인레스 스틸을 포함한다. 본 발명의 맥락에서, 금속 섹션은 또한 금속화된 플라스틱으로 만들어진 섹션을 포함한다. 3xxx 및 5xxx 그룹/계열의 알루미늄 합금이 특히 바람직하다.
전기 자동차용 냉각 플레이트를 제조하는 방법, 특히 전기 자동차의 전기 배터리를 냉각시키기 위한 방법의 하나의 핵심 측면은 둘 이상의 플레이트형 금속 섹션이 서로 결합되어 냉각 플레이트를 형성하는 것이며, 상기 금속 섹션은 레이저 빔 용접에 의해 연결된다.
일부 실시예들에 따르면, 특히 부분적으로 한정된 방식으로 납땜(solder)을 에이드(aid)로서 사용하는 것 또한 가능하며, 이 납땜을 직접 가열하면 잔류 밀봉이 발생하여 냉각 플레이트의 완벽한 기능에 악영향을 미치지 않는다. 이것은 예를 들어 주변 영역에서 수행될 수 있다.
실시예는 "아일랜드"를 형성하기 위해 함께 용접될 냉각 플레이트의 액체-기밀 공동 내에 대향하는 금속 섹션을 제공한다. 이들 아일랜드는 유동을 안내하고 플레이트를 안정화시키는데 특히 유용하며, 특히 공동의 "인플레이션(inflation)"이 방지되기 때문에 얇은 벽의 금속 시트로 제조될 때 유용하다.
도면에 도시되거나 명백해진 표면상의 용접 조인트 외에, 단부면 또는 계단 영역에서 용접하는 것도 가능하다. 예를 들어, 접합될 금속 섹션의 에지가 서로 플러시될 때, 단부면 용접이 단독으로 및/또는 추가로 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 밀봉 작용이 개선된다.
특히, 플러시되지 않은 에지에서, 즉 크기 및 표면이 상이한 금속 섹션에서 금속 섹션을 함께 용접할 경우, 필렛 용접부(fillet welds)를 적용하여 결합할 수 있다.
전술한 실시예 외에도, 시임의 "티어링-오픈(tearing open)"되는 것을 막기 위해 시임 단부를 강화하는 것 또한 가능하다. 이를 위해, 시임은 실제 시임 단부를 넘어 계속될 수 있어, 연속 시임 섹션이 생성되는데, 이는 실제 시임에 대해 특히 약간 오프셋되어 반대 방향으로 도입된다. 방향의 반전은 예를 들어 전이 시임 섹션(transition seam section)의 루프형 경로를 통해 일어날 수 있다.
물론 여기에 설명된 모든 금속 섹션은 적어도 하나의 채널/공동을 구성하는 엠보싱 및/또는 딥 드로잉 및/또는 하이드로포밍 또는 다른 성형 공정에 의해 형성될 수 있다. 그러나 이러한 깊이 변형 외에, 금속 섹션은 일체형 탭이 평면 밖으로 구부러지거고 및/또는 웹 또는 컵이 딥 드로잉되거나 또는 일체로 형성되는 방식으로 표면에서 변형될 수 있다.
원하는 열전도 거동에 따라, 냉각 플레이트의 금속 섹션은 구성과 모양이 다를 수 있다. 이를 위해, 상이한 재료로 제조되고 상이한 두께/형상을 갖는 2개의 플레이트가 서로 결합되는 것이 제공될 수 있다.
또한, 금속 섹션은 재료 자체로부터 일체로 형성되거나 외부/추가 구성 요소로서 부착된 커넥터를 포함할 수 있다(상기 참조). 여기서 커넥터의 (특히 금속 섹션의 주 평면/표면 평면에 수직이거나 이 평면의 에지 영역에서 실질적으로 평행한) 상이한 배치를 참조한다.
특히, 수용 개구로서 설계된 금속 섹션의 관통 개구에 삽입된 별도의 커넥터는 또한 추가적인 보강 기능을 수행할 수 있다는 것이 추가되어야 한다. 예를 들어, 별도의 커넥터는 바람직하게는 냉각 공동을 한정하는 대향하는 금속 섹션 상에 적어도 부분적으로 지지되는 방식으로 금속 섹션의 관통 개구에 삽입될 수 있으며, 특히 별도의 커넥터는 전술한 2개의 금속 섹션에 용접될 수 있다. 이러한 방식으로, 공동의 "인플레이션"이 방지된다.
또한, 다단 형성 공정에서 금속 섹션 또는 수용 개구가 커넥터에 정합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 가공된 냉각 플레이트에서 서로를 지지하는 2개의 금속 섹션은 함께 그 에지 영역에 수용 개구를 형성할 수 있다. 이를 위해, 2개의 금속 섹션의 특정 에지 영역은 단면에서 적어도 부분적으로 반원형인 곡률부를 얻도록 각 경우에 변형된다. 이 단일 단계 성형 공정 후에 2개의 금속 섹션이 이미 서로의 상부에 배치되면, 개별적인 대략 반원형 곡률부 사이, 즉 하나의 금속 섹션에서 다른 금속 섹션으로의 전이가 불충분하게 형성된다. 종종, 곡률부에서 인접 평면 영역으로의 전이는 너무 넓고 충분히 정의되지 않았다. 이를 해결하기 위해, 예를 들어 금속 섹션이 여전히 분리되어있는 동안, 대략 반원형 곡률부의 에지의 각각의 후속 변형이 수행되어, 인접한 영역을 향해 상당히 더 정의된 에지 및 반원형 곡률부가 얻어진다.
대안으로서 또는 추가적으로, 금속 부분이 여전히 분리되어 있거나 특히 이를 위해 별도로 제공되는 함몰부에 땜납 와이어의 형태로 금속 부분이 이미 서로 위에 놓인 경우, 땜납이 도입될 수 있다. 금속 섹션이 서로의 상부에 배치된 후 바로 또는 나중에 후속 변형 및 땜납 모두 잔류 갭을 막을 수 있으며, 액체 기밀 방식으로 존재하는 잔류 갭의 영역으로 금속 섹션에 별도의 커넥터를 연결시키기 위해 바람직하게 양측면에서 금속 섹션의 레이저 용접을 수행한다.
또한, 실시예는 별도의 커넥터가 관통 개구의 영역에서 바람직하게 컵 형상의 금속 섹션 구성에 연결되는 것을 제공한다. 이를 통해 커넥터를 매우 쉽게 연결할 수 있다.
마찬가지로, 유동에 영향을 주는 구성 요소가 제공될 수 있으며, 이는 레이저 용접에 의해 2개의 금속 섹션의 공동 내부에 고정된다. 예를 들어, 관통 개구를 포함하는 골형 금속 시트(corrugated metal sheet)가 사용될 수 있다.
제조 방법 과정에서 종종 언급되는 전술한 특징은 주로 전기 자동차의 배터리 또는 다른 충전식 배터리를 냉각시키기 위한 냉각 플레이트에 관한 것이다. 방법과 관련하여 초기에 제조되는 특징을 포함하는 임의의 특징은 냉각 플레이트, 배터리 시스템 또는 전기 차량과 관련하여 장치 특징으로 변환될 수 있고, 이것이 제한에 유용할 것으로 보인다면; 본 냉각 플레이트에 대한 모든 특징의 열거는 반복을 방지하기 위해 피해야 한다.
적용 가능한 경우, 본 특징은 방법에 직접 적용될 수 있고/있거나 본 청구 범위에서 제조방법이 기재된 물건발명 청구항으로서 적용될 수 있으며; 이는 첨부된 방법 청구항으로부터의 모든 특징에 적용된다.
냉각 플레이트의 일 실시예에 따르면, 냉각 플레이트는 용접 중 입열을 감소시키기 위해 적어도 부분적으로 간헐적인 시임을 구비한다. 또한, 커넥터는 예를 들어 구비될 수 있는 컵과 결합된 적어도 하나의 금속 섹션 또는 수용 개구로부터 돌출될 수 있으며, 커넥터 또는 수용 개구는 금속 섹션으로부터 일체로 형성된다. 특히, 이러한 수용 개구가 존재하면, 별도의 커넥터를 금속 섹션의 수용 개구 내로 삽입 또는 부착할 수 있으며, 용접에 의해 삽입 또는 부착할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 커넥터 및/또는 수용 개구는 냉각 플레이트의 에지 섹션 상에 구성되며, 이들 각각은 함께 용접되는 2개의 금속 섹션의 에지 섹션에 의해 구성되고, 상기 2개의 에지 섹션은 적어도 부분적으로 함께 용접된다. 수용 개구 또는 커넥터가 구성되는 에지 섹션은 각각의 금속 섹션의 인접 에지와 같은 높이로 연장되거나, 노치에 의해 분리되거나 또는 돌출될 수 있다.
일반적으로, 본 발명에 따른 냉각 플레이트가 냉각재 또는 냉각재 구성에 대하여 단층 설계, 즉 가장 큰 연장부에 대하여 수직으로 단지 하나의 공동을 갖는 것으로 충분하다. 이것은 "레이어링(layering)"에서 벗어난 것을 나타낸다. 대신, 복잡한 배터리 형상에도 전체 표면적 냉각 플레이트(full-surface-area)를 부착하려고 시도하는데, 이는 제한된 높이로 인해 설치 높이가 거의 필요하지 않다.
이와 관련하여, 냉각 플레이트는 다수의 보조 냉각 플레이트로 구성되고, 상기 보조 냉각 플레이트는 본질적으로 하나의 평면에서 서로 인접하며, 바람직하게 냉각재를 전도하기 위해 커넥터 및/또는 라인에 의해 서로 연결된다.
본 출원은 또한 본 전기 모터용 구동 배터리 및 배터리에 연결된 냉각 플레이트를 포함하는 차량용 배터리 시스템에 관한 것이다. 마지막으로, 차량을 구동하기 위한 전기 모터 및 배터리 시스템을 포함하는 전기 자동차가 청구된다.
부가적 실시예들은 나머지 종속항에 기술되어있다.
본 발명은 도면에 기초하여 예로서 설명될 것이다. 각각의 예에서 동일하거나 유사한 참조 부호는 동일하거나 유사한 요소를 나타내므로, 이들의 설명이 반복되지 않을 수 있다. 또한, 하기 실시예들은 본 발명에 필수적이지 않은 특징을 설명한다. 독립항에 따라 제공되는 특징들 외에도, 이들은 추가의 선택적이고 유리한 특징이다. 이들은 본 발명에 따라, 단독으로 또는 각각의 예에서의 추가 특징과 조합하여 또는 다른 예에서의 추가 특징과 조합하여 사용될 수 있다.
도 1a 및 1b는 전기 자동차의 차량 구동 배터리를 냉각시키기 위해 본 발명에 따른 냉각 플레이트 및 그 위에 위치된 차량 구동 배터리의 사시도를 도시한다.
도 2a 내지 2c는 상이한 시일 용접부(seal welds)를 포함하는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 상이한 실시예 및 관련 상세도를 도시한다.
도 3은 서로 결합된 금속 섹션들(변형예 A 내지 G) 사이의 용접 시임의 상세를 도시한다.
도 4a는 연결된 외부 커넥터, 평면으로부터 돌출된 탭, 및 냉각 플레이트을 부착하기 위한 볼트를 포함하는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 부분 단면도를 도시한다.
도 4b는 도 4a로부터의 세부 사항의 단면도를 도시한다.
도 4c 및 4d는 냉각 플레이트의 2개의 금속 섹션의 사시도 및 관련 상세도를 도시한다.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 냉각 플레이트를 형성하기 위해 연결되는 2개의 금속 섹션의 상부측(A)과 하부측(B)을 도시한다.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 2개의 상면도 및 냉각 플레이트의 공동의 세부 사항을 도시하며, 별도의 커넥터가 여기에 배치되며, 이러한 커넥터들은 추가 플레이트(즉, 전체적으로 적어도 3개의 금속 섹션)에 연결된다.
도 7a 내지 7d 각각은 연결된 외부 커넥터를 포함하는 단면도의 세부 사항을 도시한다.
도 8a 내지 8c는 2개의 금속 섹션의 단면도 및 에지 영역의 수용 개구의 영역에서 각 금속 섹션의 사시도를 도시한다.
도 9a 및 9b는 수용 개구의 영역에서 금속 섹션의 에지 섹션의 평면도를 도시한다.
도 10a 내지 10c는 커넥터에 관한 세부 사항을 도시한다.
도 11은 냉각 플레이트의 공동 내부의 유동에 영향을 미치는 구성 요소의 부착을 개략적으로 도시한다.
도 12는 냉각 플레이트의 클램핑 고정구의 세부 사항을 개략적으로 도시한다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 사시도 및 그위에 위치하는 각각의 차량 구동 배터리(17)의 사시도를 도시한다. 도 1a 및 1b에서, 배터리에서의 냉각 작용은 예를 들어 배터리에 냉각 플레이트의 편평한 연결이 보장되도록 최적화된다. 또한, 각각의 냉각 플레이트는 냉각재 전도와 관련하여 단일층 설계를 가지며, 즉 액체를 전도하기 위한 단일 공동을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 여러 냉각 플레이트가 서로 수평으로 배치되어 차량 내 설치 공간을 최대한 활용하고, 낮은 높이에서 전체 배터리를 전체 표면적에 걸쳐 최대한 냉각시킨다. 그러나, 본 발명은 정확히 하나의 냉각 플레이트가 사용되는 실시예를 포함한다.
도 1a의 배터리 시스템(38)은 아래에 위치한 냉각 플레이트(1a~1d)를 포함하는 배터리(17)를 도시하며, 각각의 냉각 플레이트(1a~1d)는 냉각 플레이트의 평면 또는 이 평면의 아래에서 결합된다. 도 1b에 도시된 배터리 시스템(38')은 배터리(17) 아래에 위치한 냉각 플레이트(1a'~1d')를 도시하며, 이러한 냉각 플레이트는 냉각 플레이트(1a'~1d')의 가시 표면상의 커넥터(22, 22')와 라인에 의해 유체 전도성 방식으로 서로 연결된다. 두 경우 모두, 서로 수평으로 위치한 모든 냉각 플레이트를 위한 단일 냉각재 회로가 가능하다. 각각의 경우, 2개의 작은 냉각 플레이트가 외부에 배치되고, 2개의 큰 냉각 플레이트가 하나의 설치 상황의 일례로서 중앙에 배치되며, 도 1b에는 보조 냉각 플레이트 사이에 매체 연결부 또는 커넥터(22, 22')가 있다.
이는 특히 하나의 큰 플레이트 또는 복수의 동일한 플레이트를 설치할 수 없는 경우에, 설치 공간 제약이 존재하면 제공된다. 또한, 이러한 모듈식 설계는 표준화된 냉각 플레이트의 제한된 선택의 사용을 가능하게 한다.
도 2a는 2개의 대체로 플레이트형 금속 섹션(2a, 2b)의 단면도를 도시한다. 이러한 금속 섹션은 미러 평면(mirror plane, 8)에 대하여 측면으로 반전된 대체로 상보적인 형상을 갖는다. 플레이트를 측면으로 뒤집을 필요는 없다. 공유 접촉면이 있어야 결합할 수 있는 것이 중요하다. 금속 섹션들 중 하나만이 함몰부를 포함할 수 있다(도 2b 참조). 플레이트형 섹션(2a, 2b)는 지형이 고르지 않다. 서로 연결된 다수의 터널(29)의 시스템으로 이루어진 공동(3)은 서로 대향하는 표면상의 금속 섹션 사이에 배치된다. 채널(29a, 29b)은 이를 위해 각각의 금속 섹션(2a, 2b)에 일체로 형성된다. 도 2b의 예시적인 실시예의 터널(29)은 금속 섹션(2b)에 직접 접하는 단일 채널(29a)에 의해 형성된다. 공동(3) 또는 터널(29)의 시스템은 금속 섹션(2a, 2b)의 에지 영역(27a, 27b) 주위에서 실질적으로 주변으로 연장되는 용접 조인트(7)에 의해 액체 기밀식으로 둘러싸여지며, 도 2a 및 2b에 도시되지 않은 냉각재를 공급 및/또는 제거하기 위한 개구가 마련된다.
금속 섹션(2a, 2b)은 터널(29) 또는 공동(3) 사이의 상이한 용접 시임에 의해 서로 연결된다. 금속 섹션(2a, 2b)은 연속적으로 배열된 선형 섹션으로 구성된 스티치 용접부(5)를 포함한다. 여기에서, 가장 가까운 선형 섹션들 사이의 거리는 선형 섹션의 각각의 길이보다 약간 더 크거나 훨씬 더 클 수 있다. 또한, 연속 용접부(4)가 도시되는데, 시임은 그 자유 단부에서 중단되지 않지만 연속되는 용접 섹션이 생성되는 방속으로 계속되며, 이는 실제 용접부에 대하여 오프셋되고 반대 방향으로 도입되어, 루프형 섹션(4a)를 형성한다. 또한, 워블 용접부(9), 즉 상호 중첩되는 단일 트랙 시임이 도시되어 있다. 알루미늄과 같이 반사성이 높은 재료에 매우 얇은 레이저 빔으로 용접을 수행할 때 특히 바람직하다. 단일 트랙 시임은 겹쳐져서, 에너지 입력의 제한에도 불구하고 안정적인 조인트가 된다. 마지막으로, 에지 영역(27a, 27b)에 제공된 연속 시임(7)이 도시되어 있다. 그러나, 도면에서, 중간에서 분리된 냉각 플레이트만이 공동의 더 나은 가시성을 보장하기 위해 도시되어 있기 때문에, 이 연속 시임(7)은 폐쇄되어 있지 않다. 도 2b는 용접 시임, 예를 들어 스틸 플레이트와 유리하게 사용되는 스폿 용접부(10)의 다른 형상을 도시한다. 또한, 크로스 스티치(cross stitches)로 구성된 시임(11)이 도시되어 있으며, 이는 워블 용접부의 이점과 유사한 이점을 제공한다. 마지막으로, 파동 용접부(6)가 도시되어 있다.
여기에 도시된 모든 용접 시임은 레이저 빔 용접으로 형성되었다. 반복을 방지하기 위해, 레이저 용접 공정 및 상기 공정을 수행하는 레이저 빔 용접 장치의 세부 사항과 관련하여 여기에 기술된 실시예을 포함하여 설명의 도입 부분의 전체 범위가 명백히 참조된다. 도 2a 및 2b는 각각 설명을 목적으로 터널(29) 사이의 상이한 용접 구조를 도시한다. 그러나, 실제 환경에서, 단일 타입의 용접부가 터널(29) 사이의 냉각 플레이트에 사용될 때 유리하다.
도 2b의 섹션 C가 90°로 회전된 도 2c의 상세한 표현은 2개의 금속 섹션(2a, 2b) 사이의 접촉이 매우 좁은 영역에서만 발생할 때 완전히 충분하다는 것을 나타낸다. 이를 위해, 금속 섹션(2a)는 금속 섹션(2a)의 하부측에 도시된 것 처럼 함몰부의 중앙에 부분적으로 엠보싱된다. 도 2a 및 2b의 실시예에서, 아일랜드는 유사한 길이를 갖지만 상이한 폭을 가지며, 따라서 도 2b에서 대략 선형이다.
용접되지 않은 상태에서, 각각의 금속 섹션(2a, 2b)의 두께는 0.2 내지 1.5mm이며, 도면에 도시된 절단 냉각 플레이트(cut cooling plate) 또는 2개의 금속 섹션(2a, 2b)는 알루미늄 합금으로 만들어진다.
단일 또는 다수의 냉각 플레이트가 전기 자동차의 하부 영역에서 서로 나란히 배열되는 냉각 플레이트 시스템의 필수적인 부분일 수 있지만(도 1a 및 1b 참조), 단독으로 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 냉각 플레이트는 특히 제조에 있어서 비용 효과적이며 불투과성에 대하여 높은 요구를 갖는 것을 특징으로 한다.
도 3은 이중 시일 용접부(12~15), 워블 용접부(9) 및 시임 단부 상의 루프형 섹션(4a)의 상이한 실시예를 포함하는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 상이한 실시예를 도시한다. 그러나, 다수의 시일 용접부의 추가 실시예 또한 가능하다; 원칙적으로, 서로의 옆에 위치한 임의의 수의 다수의 시일 용접부가 구현될 수 있다. 예시를 목적으로, 도 3의 실시예 A는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 세부 사항을 도시하며, 이중 시일 용접부(12)에 의해 부분적으로 서로 결합된 플레이트형 금속 섹션(2a, 2b)의 일부를 도시한다. 용접 시임은 여기에서 중첩 용접부로서 도입되며, 즉 2개의 금속 섹션(2a, 2b)의 접촉면(33)에 수직으로 도입된다.
도 3의 실시예 A에 따르면, 이중 시일 용접부(12)는 서로 평행하게 연장되는 2개의 용접 시임에 의해 구현된다.
실시예 B~D는 이중 시일 용접부의 상이한 추가 옵션을 도시한다. 시임 라인(seam line)은 실시예 A에서 이중 시일 용접부(12)와 동일한 경로를 따라 이어지며; 그러나, 명확성을 개선하기 위해, 실시예 B~D는 냉각 플레이트의 추가 세부 사항 없이 용접 라인 경로만을 도시한다.
실시예 B는 이중 시일 용접부(13)를 도시한다. 이중 시일 용접부(13)는 폐쇄된 타원형 형상을 갖는 다수의 용접 라인으로 구성되며, 여기서 타원형은 선형 방식으로 서로 인접하고, 영역에서 중첩된다.
실시예 C는 직사각형 챔버가 서로 인접하여 이중 시일 용접부(14)를 형성하는, 이중 시일 용접부(14)를 도시한다.
실시예 D는 이중 시일 용접부(15)를 형성하는 2개의 주기적으로 교차하는 구불구불한 라인을 도시하며, 이는 마찬가지로 시임의 개별 챔버형 섹션(chamber-like section)을 서로 분리시킨다.
실시예 E는 연속 용접 시임(9)을 도시하며, 이는 하나의 작업으로 생성될 수 있지만 이중 시임의 효과를 달성한다. 연속 용접 시임(9)은 펜을 내려놓지 않은 스크립트 스타일에 해당하며 "워블 용접부"라고도 한다. 유사한 용접부(9)가 도 2a에 이미 도시되어 있다.
모든 실시예 A~E와 관련하여, 단일 용접 시임에 대해 전술한 바와 같이 모든 옵션이 적용될 수 있음이 강조되어야 한다.
또한, 이중 시일 용접부의 장점은 액체에 대한 이중 시일 용접부의 불투과성이 단순한 시임과 비교하여 상당히 증가한다는 것이다. 여기에서 누설이 발생하더라도 상호 분리된 개별 챔거에만 영향을 미치기 때문에, 실시예 B~E에 따른 챔버 시스템에 의해 특히 높은 실링이 제공된다.
도 3f 및 3g는 시임의 단부에서 루프 형상의 섹션(4a)이 항상 서로 인접한 적어도 3개의 시임 섹션으로 구성되는 것을 도시한다.
설치 공간에 따라, 실제 말단 시임의 폭에 대해 2개의 시임 섹션의 대칭 분할(실시예 F) 또는 2개의 시임 섹션의 비대칭 분할(실시예 G)을 수행할 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 양태는 냉각 플레이트의 제조 중에 특히 얇은 금속 플레이트에 의한 뒤틀림이 예상되기 때문에 입열이 최소화되는 것이며, 절대적으로 최소화되어야한다는 것에 있다. 매우 얇은 금속 플레이트는 무게가 중요한 역할을 하는 모바일 분야의 냉각 응용 분야에서 매우 중요하다.
본 발명에 따르면, 이러한 최소화는 다양한 방식으로 달성된다. 하나의 경우, 예를 들어 도 12와 관련하여 설명될 레이저 빔 용접 장치가 제공되는데, 이는 냉각 플레이트를 구성하는 2개의 플레이트의 용접 조인트, 특히 레이저 용접 조인트를 생성하기 위해 간헐적인 시임을 생성하는데 사용된다. 특히, "스캐너 용접(scanner welding)"이 여기서 명백한 선택이다. 이 과정에서, 위에서 상세히 설명한 바와 같이, 레이저 빔은 적어도 하나의 미러를 통해 편향되므로, 레이저 용접 중에 시간 손실없이 공간 점프가 가능하며, 즉 연속 용접 시임을 형성할 필요가 없다. 공간과 시간 측면에서 입열의 균질화를 달성하기 위해 플레이트의 다른 영역이 번갈아 용접되도록 주의해야하므로, 용접 공정 동안 플레이트가 균일하고 과도하게 가열되지 않도록 한다. 이것은 하나의 스폿에서만 진행되는 용접에 비해 상당한 이점이 있으며, 이로 인해 냉각 플레이트가 뒤틀릴 수 있다.
또한, 용접 시임 영역에서의 산화를 최소화하고, 이후 공정에서 산화물 침착을 피하기 때문에 나중에 냉각 플레이트를 구성하는 것의 외측에 보호 가스를 공급할 수도 있다. 이러한 방식으로, 이후의 냉각 플레이트의 효율이 다시 증가된다.
간헐적인 용접 라인은 다양한 실시예를 취할 수 있으며, 연속적인 점 형상 용접 조인트(consecutive punctiform weld joints) 또는 곡선 또는 직선 용접 라인 또는 대안적으로 용접 라인 및 스폿 용접부일 수 있다. 이 공정에서 두 용접 요소 (선 또는 점) 사이의 거리가 1~8cm 사이, 바람직하게는 2~6cm 사이인 경우에 최적이다. 바람직하게, 특히 2개의 용접 요소 사이의 거리는 상이한 길이를 갖는 용접 요소의 경우 이러한 용접 용소의 길이의 크기와 적어도 동일한 크기이며, 바람직하게는 1.5배 이상이다. 용접 영역의 최소 길이는 항상 냉각 플레이트 내부의 액체 압력이 높더라도 "팽창"이 발생하지 않도록 두 플레이트의 확실한 응집력을 보정해야 한다.
이를 위해, 2개의 플레이트는 바람직하게는 레이저 빔 용접 장치에서 갭없이 서로에 대해 배치된 후, 함께 용접된다. 그러나, 기계적 안정성도 향상된다. 또한, 냉각될 구성 요소 상에 "평면" 냉각 플레이트의 개선된 베어링이 가능하고, 접촉 문제는 덜 빈번하게 발생한다. 또한, 냉각재 채널 영역에서 특별히 배향된 용접 조인트는 용접 조인트에 의해 매체의 흐름이 제어될 수 있음을 주목해야한다. 이는 냉각 플레이트의 공동 내부로 흐르는 냉각 매체가 보다 균일한 열 분배를 달성하고 냉각 플레이트의 효율을 높이기 위해 조절되는 것을 의미한다.
도 4a는 2개의 금속 섹션(2a, 2b)이 각각의 내부 공동(3)을 둘러싸고있는 냉각 플레이트의 예를 도시하며, 상기 내부 공동(3) 내에 작동 압력 하에서 유동을 제어하고 및/또는 "팽창"을 방지하기 위해 용접 조인트가 아일랜드(18) 영역에 제공된다. 설치를 위해, 냉각 플레이트는 볼트(21)를 포함한다. 전위 동등화(potential equalization)를 위한 탭(30)이 마련된다. 개구(19)는 유체가 공급되고 제거될 수 있게 한다. 이러한 유체 개구(19)는 냉각 플레이트의 에지 영역에 부착된 별도의 커넥터(22)를 위한 수용 개구(20)로서 설계된다.
도 4b는 도 4a로부터의 세부 사항의 단면도를 도시한다. 여기에서, 2개의 금속 섹션(2a, 2b)의 에지 영역에서 수용 단부(20)에 삽입되는 별도의 커넥터(22)가 다시 잘 보일 수 있다. 따라서, 커넥터의 관통 개구는 실제 유체 개구(19)의 역할을 한다.
도 4c는 볼트(21)가 부분적으로 절단된 냉각 플레이트의 다른 예를 도시한다. 금속 섹션(2a, 2b)의 섹션(26a, 26b) 사이에는 대략 반원형으로 서로 멀어지고 수용 개구(20)를 형성하는 별도의 커넥터(22)가 수용된다.
별도의 금속 커넥터의 좌측 및 우측의 표면 평면(33)에서, 2개의 금속 섹션(2a, 2b) 사이에 잔류 공동/잔류 갭(31)이 보일 수 있으며, 이는 예를 들어 여기에서 도시되지 않은 땜납을 사용하여 폐쇄될 수 있고, 특히 레이저 용접 동안, 특히 주변 용접 시임(7)이 에지 영역(27)에 도입 될 때, 이는 잔류 공동(31)을 도시하기 위해 도시되지 않았다. 잔류 공동/잔여 갭(31)을 폐쇄 또는 회피하기 위한 대안적인 옵션이 도 8a 내지 도 8c와 관련하여 더 상세히 설명될 것이다. 실질적으로 반원형으로 만곡된 섹션(26a, 26)은 각각의 금속 섹션(2a, 2b)의 외부 에지(24a, 24b)에서 바로 시작된다.
도 4d는 2 개의 금속 섹션(2b, 2b)이 아일랜드(18)의 영역에서 서로 결합되는 방법의 상세 평면도를 도시하며, 즉 환형으로 폐쇄된, 여기서 실질적으로 타원형의 연속 용접 시임(16)에 의해 2개의 금속 섹션(2a, 2b)이 상부에 놓이는 국소적으로 한정된 영역의 서로 결합되는 방법의 상세한 평면도를 도시한다. 바닥에서의 플레이트의 도시는 생략되었다.
도 5는 아직 결합되지 않은 냉각 플레이트(1)의 예를 도시하며, 여기에서 금속 섹션(2a)(도 5a)은 인가된 채널(impressed channels)을 마련하며, 섹션(2b)(도 5b)은 엠보싱/변형 없이, 즉 평면으로만 설계된다.
유체 개구(19)는 평면 금속 섹션(2b)에 마련되며, 각각의 영역은 엠보싱된 금속 섹션(2a)에서 유체 개구의 반대쪽에 위치하는 작은 섹션으로 분할되는 임의의 구조를 포함하지 않음으로써, 더 큰 "레이크"가 유체 개구(19)에 인접한 공동(3)의 영역에서 결합된 냉각 플레이트(1)에 형성된다. 이 예시는 실제 터널 또는 냉각재 채널이 서로 평행하게 연장되도록 설계되었으며, 보다 구체적으로는 전체 U자형 경로가 터널이 U 형상의 굽힘 영역에 병합시키도록 설계되었다.
도 6a~6c는 금속 섹션(2a, 2b)가 예를 들어 에지 용접 조인트에 의해 단부면에서 함께 용접되는 조립된 버전을 도시한다. 또한, 추가 금속 섹션(2c)은 섹션(2b)에 용접된다. 이어서, 별도의 커넥터(22)가 프로파일된 시트 금속(2c)에 다시 적용된다. 전술된 모든 조인트들은 레이저 용접에 의해 수행된다.
도 7a~7d는 금속 섹션(2a 또는 2b)에 용접된 커넥터(22)의 예를 도시한다. 도 7a에서, 커넥터(22)는 이중 시임(12)에 의해 커넥터의 개구(19) 주위와 금속 섹션(2a)의 개구 주위에 동심으로 금속 섹션(2a) 상에 용접된다. 이중 시임(12) 대신에, 단일 시임, 즉 단지 12a만이 가능하므로, 외부 시임(12b)은 여기서 고체 형상으로 도시되지 않는다. 커넥터는 금속 섹션(2a)의 개구에서 커넥터(22)의 위치 설정을 단순화하기 위해 적어도 하나의 연장부(22a)를 포함한다. 이 연장부는 도시한 바와 같이 주변 장치로 설계될 수 있지만 개별 섹션으로만 구성될 수도 있다.
도 7b는 용접 시임이 단순 시임(16)으로 설계되고 아래에서, 즉 가공된 냉각 플레이트(1)에서 금속 섹션(2b)에 더 가까이 위치한 금속 섹션(2a)의 측면으로부터 도입되는 반면, 도 7a의 용접 시임은 다른 표면으로부터 도입된다는 점에서 도 7a와 다르다.
도 7c에서, 커넥터는 바닥쪽으로 상당히 더 길며, 이에 의해 대향하는 금속 섹션(2b)에 대한 용접이 가능해진다. 따라서, 커넥터(22)는 각각의 연속적인 단순 시임(16', 16)에 의해 금속 섹션(2a) 및 금속 섹션(2b) 모두에 용접된다. 커넥터(22)의 하부 영역의 오목부(19a)는 커넥터(22)에 의해 유체가 공동(3)에 공급되거나 제거될 수 있게 한다. 대안으로서, 커넥터(22)와 금속 섹션(2b) 사이의 용접 조인트는 생략될 수 있다(즉, 도 7c에서 용접 시임(16)은 없다).
도 7d는 커넥터가 아래에서, 즉 가공된 냉각 플레이트에서 금속 섹션(2b)에 더 가까이 위치한 금속 섹션(2a)의 표면에 용접되는 점에서 도 7c와 다르다. 도 7c는 반제품 상태를 나타내고, 도 7d에서와 같이 제2 금속 섹션(2b)가 이후에 용접될 수 있다. 그러나, 커넥터(22)는 제2 금속 섹션이 아직 적용되지 않은 본 구성에서 금속 섹션(2a)에만 용접될 수 있다. 도면 그룹 7에 도시된 커넥터(22)의 이전 연결 옵션과 비교하면, 도 7d의 실시예는 내부 압력이 커넥터를 금속 섹션(2a)에 대해 가압하여 부착물을 지지한다는 이점을 제공한다.
도 8a는 도 4c의 수용 개구(20) 주위 영역의 개략적인 세부 사항을 도시한다. 수용 개구(20)는 서로로부터 구부러진 금속 섹션(2a, 2b)의 에지 영역(27a, 27b)의 2개의 섹션(26a, 26b)에 걸쳐 있다. 참조번호 35는 이후에 수용 개구(20)와 그 안에 수용된 커넥터 사이의 접촉 영역이 될 것을 나타낸다. 화살표(31)는 금속 섹션(2a, 2b)의 인터페이스에서 양측의 이상적인 원 형상으로부터 벗어난 영역을 나타낸다. 도시된 바와 같은 상태로 방치되면, 이 영역은 여기에서 도시되지 않은 커넥터(22)의 각 측면에 각각의 공동을 자유롭게 남겨두고, 이는 수용 개구(20)의 영역에서 가능한 최고의 밀봉 작용을 보장하기 위해 피해야한다.
도 8b는 전술한 잔류 공동/잔류 갭(31)이 최소로 감소되어 이상적인 원 형상으로부터 벗어난 영역(31')이 무시할 정도로 작거나 존재하지 않는 도 8a의 변형 예를 도시한다. 이는 "코너(corners)"가 가상 원의 중심 방향으로 변위되도록, 기계적 성형 공정에서 금속 섹션(2a, 2b)의 수평 연장 섹션(25a, 25b)으로의 곡선 섹션(26a, 26b)의 전이 영역의 후속 변형에 의해 달성된다. 2개의 금속 섹션(2a, 2b)은 31~31'으로부터 잔류 공동/잔류 갭의 감소롤 설명하기 위해 이들이 서로의 위에 배치된 상태로 도시되어 있다. 각각의 금속 섹션(2a, 2b)에 대한 기계적 성형 공정은 다른 금속 섹션(2b, 2a)와 별도로 수행되는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이, 수용 개구(19)의 전체 축 길이에 걸쳐 기계적 성형 공정이 수행될 수 있다. 그러나 원칙적으로 성형은 수용 개구(19)의 축방향 연장부의 한 섹션에서만 수행되는 것으로 충분하다. 도 8b는 수용 개구(19)가 커넥터를 삽입하는데 충분한 간극을 확보하기에 충분히 커야함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 필요한 불투과성은 일반적으로 커넥터를 2개의 금속 섹션(2a, 2b)에 용접할 때 확립된다.
도 8c는 곡률부 주위로 완전히 연장되는 엠보싱이 곡률부(26a)의 영역의 금속 섹션(2a)에 존재할 수 있으며, 이 영역이 단면도에서 반원 형상을 갖거나 2개의 금속 섹션이 서로의 상부에 배치된 후 완전한 원 형상을 갖는 것을 보장하는 것을 도시한다. 도 8c로부터 명백한 바와 같이, 주변 엠보싱은 수용 개구(20)의 전체 축 방향 경로에 걸쳐 연장될 필요는 없지만, 이것이 부분적으로 축 방향으로만 연장된다면 충분하다. 전술한 바와 같이, 수용 개구(19)는 커넥터가 삽입될 수 있도록 가장 좁은 단면에서 여전히 충분한 간극을 가져야 하며, 커넥터를 제자리에 용접함으로써 불투과성이 달성되는 것이 바람직하다.
도 9a 및 9b는, 금속 섹션(2a)의 에지 영역(27a)의 평면도에서, 수용 개구(20)를 구성하기 위한 곡률부(26a)이 도시된 바와 같이 외부 에지(24a)의 직접 연속할 뿐만아니라 일체로 형성될 수 있음을 도시한다. 오히려, 도 9a에 도시된 바와 같이, 곡률부(26a)을 형성하기 위해, 또는 외부 에지를 내측으로 잡아당기도록 양측에서 외부 에지(24a)를 차단하는 것 또한 가능하다. 나머지 외부 에지(24a) 외에, 양측에서 수용 개구(20)로 수축된 외부 에지 섹션(24a') 및 이와 관련하여 돌출되는 외부 에지 섹션(24a*)이 발생하는데, 이들은 여기서 외부 에지(24a)의 연속에 대응하지만, 이와 관련하여 약간 오목하거나 약간 돌출될 수 있다. 인터럽션(interruptions, 34, 34')은 에지에서 둥글게 처리된 단순한 직사각형들로 구현될 수 있다. 그러나 유리하게는, 곡률부(26a)이 가장 두드러지는 영역에서 가장 작은 폭을 갖도록 설계되며, 본 예시에서는 수용 개구(20)의 사실상 연속하는 외부 에지(24a) 또는 외부 에지(24a*)에 직접 인접한 영역에 있다. 이러한 방식으로, 곡률부(26a)을 구성하기 위해 특히 많은 양이 이용 가능하다. 마찬가지로, 도 9a로부터 수용 개구 또는 곡률부의 폭이 냉각 플레이트의 내부를 향하여 감소하는 것이 명백하다. 그러나 유리하게는, 폭 뿐만 아니라 반경이 감소하여, 참조 번호(26')로 표시된 실제 공동(3)으로의 깔때기형 전이가 형성된다.
수용 개구(20)에 인접한 금속 섹션(2a)에 오목부(34, 34')를 구성하는 것에 대한 대안으로서, 도 9에 도시된 바와 같이 수용 개구(20)가 자체 돌출 외부 에지(24a*)를 가지도록 잔류 외부 에지(24a)를 넘어 돌출하도록 설계하는 것이 가능하다. 곡률부(26a)의 나머지 설계는 도 9a의 설계에 대응한다.
도 10a는 다시 금속 섹션(2a, 2b)의 단면의 개략도를 개시한다. 금속 섹션(2a)와 일체이고 공동(3)을 향해 유체 개구(19)를 노출시키는 커넥터(22')가 여기에 도시되어 있다.
도 10b는 금속 섹션(22)의 조립식 컵(prefabricated cup, 23)에 도입되고 용접되는 별도의 커넥터(22)가 제공되는 실시예를 도시한다. 중첩된 용접부(40)는 커넥터의 축 방향에 대해 비스듬히 도입되는데, 이러한 방식으로 인접한 요소가 레이저 빔을 방해하지 않기 때문이다. 조립식 컵(23)은 여기에서 수용 개구(20)를 형성하고, 많은 이전의 실시예들과 달리 수용 개구(20)는 여기서 단일 금속 섹션(2a)으로 형성된다. 수용 개구를 형성하기 위해, 먼저 관통 개구가 도입되고, 그 후에 관통 개구 주변 영역에 성형 작업이 수행된다.
도 10c는 용접에 의해 부착된 별개의 커넥터(22)를 포함하는 냉각 플레이트의 특히 간단한 실시예를 도시한다. 금속 섹션(2a)은 커넥터(22)가 삽입되는 원통형 수용 개구(20)를 포함한다. 부착 및 밀봉은 커넥터(22)의 축 방향에 수직으로 연장되는 주변 용접 시임(41)에 의해 달성되고, 용접 시임은 다시 중첩 용접부로서 설계된다. 대안적으로 또는 이 용접 시임(41)에 추가하여, 수용 개구에는 예를 들어 동일하게 밀링한 후에 커넥터에 나사로 고정시키는 것과 같은 나사산이 제공될 수 있다. 커넥터는 이러한 목적을 위해 이미 상보적인 나사산을 포함할 수 있거나, 커넥터 블랭크(connector blank)가 나사 결합될 때 자체 절단 방식으로 나사산이 제공될 수 있다. 대안으로서, 외부 나사산이 제공되는 커넥터에 나사를 조임으로써 수용 개구(20)의 재킷에서 나사산이 자체 절단 방식으로 생성될 수도 있다. 어쨌든, 나사 조인트는 접착/납땜 및/또는 용접, 특히 레이저 용접에 의해 추가로 고정될 수 있다.
도 11은 유동에 영향을 미치는 구성 요소, 예를 들어 금속 섹션(2a) 및 금속 섹션(2b) 사이의 공동(3) 내부의 골형 구성 요소(corrugated component)를 개략적으로 도시한다. 구성 요소(39)는 레이저 용접에 의해 외부(양측)로부터 공동 내부에 고정되어, 구성 요소(39) 각각의 섹션이 금속 섹션(2a) 또는 금속 섹션(2b)의 섹션에 연결된다.
도 12는 2개의 금속 섹션(2a, 2b)을 함께 용접하기 위한 클램핑 고정구(50)를 도시한다. 도시된 세부 사항에서, 클램핑 고정구는 하부 가이드 플레이트(52), 측면 가이드 플레이트(53), 하부 가이드 플레이트의 핀(55)의 자유 단부가 돌출하는 상부 가이드 플레이트(54), 및 다수의 클램프(51)를 포함한다. 도시된 세부 사항에서, 다수의 방사선 컷 아웃(56)은 상부 가이드 플레이트(52)에서 명백하다. 용접에 의한 부착을 피하기 위해 하부 가이드의 다른 위치에 유사한 컷 아웃이 존재하지만 여기에선 보이지 않는다.
본 발명의 교시에 관한 추가 세부 사항은 청구 범위에서 찾을 수 있다. 물론, 제조 방법 청구항의 제품은 설명된 특징을 가지며, 개별적이고 명시적으로 다시 제품으로서 청구될 수 있다는 점을 지적해야 한다. 또한, 청구 범위에 대한 참조로 명시적으로 지시되지 않는 한, 모든 청구 범위는 서로 조합될 수 있다. 그러나, 이하의 양태는 이러한 지적 또는 본 지적 재산권 출원의 임의의 부분, 예를 들어 이하의 양태 중 하나와 조합될 수 있으며, 이들은 또한 임의로 서로 조합될 수 있다:
1. 전기 배터리용 냉각 플레이트의 제조 방법으로서,
2개의 대체로 편평한 금속 섹션은 (추가 납땜하여 또는 추가 납땜 없이) 레이저 빔 용접에 의해 결합되고,
상기 대체로 편평한 플레이트형 금속 섹션은 레이저 용접 공정 중 갭 없이 서로의 상부에 부분적으로 배치되며,
용접 중 입열을 감소시키기 위해 용접 시임은 연속적으로 배치된 선형 섹션으로 구현되지만, 금속 섹션들 사이의 액체-기밀 공동의 결합 영역에서 서로 떨어져 있고, 바람직하게
2. 두께가 0.2 내지 1.5 mm인 금속 섹션이 사용되며(상이한 합금으로 만들어질 수 있으며 서로 상이한 두께를 갖는 금속 섹션을 결합시킬 수 있고),
3. 예를 들어, 정확히 2개의 편평한 플레이트형 금속 섹션은 레이저 용접 공정 중 갭 없이 서로의 상부에 부분적으로 배치되고, 용접 중 입열을 감소시키기 위해 용접 시임은 연속적으로 배치되지만 서로 떨어져 있는 선형 섹션으로 설계되며, 및/또는
4. 간헐적인 용접 시임의 선형 요소 사이의 수평 거리는 1 내지 8 cm, 바람직하게 2 내지 6 cm이고,
5. 예를 들어, 결합될 금속 섹션의 상이한 영역은 공간 및 시간 측면에서 입열의 균질화를 달성하기 위해 교대로 용접되며,
6. 예를 들어, 용접 시임의 선형 섹션은 만곡되고, 및/또는
7. 레이저 빔의 추가 선형 이동은 선형 이동 중에 수행된다.

Claims (33)

  1. 전기 자동차용 냉각 플레이트, 특히 전기 자동차의 전기 배터리를 냉각시키기 위한 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법으로서,
    적어도 2개의 플레이트형 금속 섹션들(plate-shaped metal sections, 2a, 2b, 2c)을 서로 결합하여 상기 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')를 형성하고, 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)의 결합은 레이저 빔 용접에 의해 수행되는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 용접은 접합될 상기 섹션들 사이에 납땜을 추가하거나 추가하지 않고 섬유, YAG, CO2 및/또는 다이오드 레이저를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레이저 빔 용접은 레이저 빔 용접 장치에서 수행되며,
    상기 장치는 함께 용접될 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)을 고정하기 위한 클램핑 고정구(clamping fixture, 50)와, 하나 이상의 레이저 빔을 방출하는 빔 헤드(beam head)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클램핑 고정구(50) 및/또는 상기 빔 헤드는 이동 가능하게 안내되고, 및/또는
    상기 빔 헤드는 빔 안내를 위해 이동 가능한 미러 시스템을 포함하며,
    함께 용접될 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)의 상이한 영역들은 미러 이동에 따라 활성돠될 수 있고, 및/또는
    상기 클램핑 고정구(50)는 형태-고정 방식(form-locked manner)으로 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)을 국지적으로 수용되며, 및/또는
    상기 클램핑 고정구(50)는 상기 플레이트형 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)이 레이저 용접 중 갭 없이 서로의 상부에 부분적으로 배치되는 방식으로 설계되고, 및/또는
    상기 클램핑 고정구(50)는 용접될 상기 영역에 보호 가스를 전도하기 위한 유닛을 포함하며, 및/또는
    상기 빔 헤드를 향하는 상부측(54) 상의 클램핑 고정구(50)는 금속 섹션(2a) 상으로 레이저 빔을 전도하기 위한 방사선 컷 아웃(radiation cut-out, 56)을 포함하고, 및/또는
    상기 빔 헤드를 등지는 바닥측(52) 상의 상기 클램핑 고정구(50)는 금속 섹션(2b)이 제자리에 용접되는 것을 방지하기 위한 용접 컷 아웃(welding cut-out)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)의 에지 영역에서의 용접은, 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c) 사이에 액체 기밀 공동(liquid-tight cavity, 3)을 형성하기 위해 본질적으로 지엽적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액체 기밀 공동(3) 내의 대향하는 금속 섹션들(2a, 2b)은 "아일랜드(islands, 18)"를 형성하기 위해 함께 용접되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    중첩되는 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)이 결합될 경우, 중첩 용접부(overlapping welds)가 도입되며, 및/또는
    결합될 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)의 에지가 서로 플러시되면, 단부면 용접부(end face weld)가 도입되고, 및/또는
    금속 섹션들(2a, 2b, 2c)이 결합을 목적으로 플러시되지 않는 에지에서 함께 용접되면, 필렛 용접부(fillet welds)가 도입되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 공동(3)은 냉각재를 공급 및/또는 제거하기 위한 적어도 하나의 유체 개구(fluid opening, 19)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)의 두께는 용접되지 않은 상태에서 0.2 내지 1.5 mm인 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)의 재료는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 금속화된 플라스틱, 스테인리스 스틸, 및 특히 3xxx 그룹 또는 5xxx 그룹의 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트 섹션들(2a, 2b, 2c)은, 용접 스폿(weld spots, 10), 스티치 용접부(stitch welds, 5), 다수의 시일 용접부(seal welds, 12, 13, 14, 15), 원형 또는 타원형의 시일 용접부(16) 또는 파형 용접부(wave welds, 6) 또는 상호 중첩된 단일 트랙 용접부(mutually overlapping single track welds, 9)에 의해 적어도 부분적으로 상기 공동의 영역에서 함께 용접되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    시임 단부(seam ends)는 바람직하게 상기 시임 단부에 연결되는 대향하는 측방향 오프셋 시임 섹션(laterally offset seam sections), 및 특히 루프형 시임 섹션(loop-shaped seam sections, 4a)에 의해 보강되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 섹션(2a, 2b, 2c) 중 적어도 하나는 적어도 하나의 채널(29a, 29b)를 구성하는 엠보싱(embossing), 딥 드로잉(deep drawing) 및/또는 다른 형성 방법에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 섹션(2a, 2b, 2c) 중 적어도 하나는 냉각될 배터리(17)의 위치 설정 및/또는 전위 동등화를 위한 필수적인 탭(30), 및/또는 형상 고정 방식으로 상기 배터리(17)를 수용 및/또는 차량의 프레임에 상기 냉각 플레이트 및/또는 상기 배터리(17)의 부착을 위한 웹 또는 볼트(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합될 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)은 조성 및 형상이 상이하며, 특히 상이한 두께를 갖고/갖거나, 상이한 합금 및/또는 상이한 엠보싱을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    커넥터(22') 및/또는 수용 개구(20)가 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c) 중 적어도 하나로부터 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 커넥터(22') 및/또는 상기 수용 개구(20)는 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c) 중 하나의 편평한 섹션으로부터 일체로 형성되고,
    상기 방법은 적어도 하나의 절단 단계 및/또는 스탬핑 단계 및 적어도 하나의 엠보싱 단계, 딥 드로잉 단계 및/또는 다른 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커넥터(22') 및/또는 상기 수용 개구(20)는 2개의 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)의 에지 섹션(27a, 27b)으로부터 일체로 형성되며,
    상기 방법은 적어도 하나의 엠보싱 단계, 딥 드로잉 단계 및/또는 다른 형성 단계 및 적어도 하나의 용접 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 커넥터(22') 및/또는 상기 수용 개구(20)는 남아있는 외부 에지(24a, 24b)를 넘어 돌출하는 외부 에지(24*, 24b*)를 포함하거나,
    상기 에지 섹션(27a, 27b)은 상기 커넥터(22) 및/또는 상기 수용 개구(20)의 적어도 하나의 측면 상에 컷 아웃(34, 34')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커넥터(22)는 별도의 구성 요소로서 설계되며, 상기 수용 개구(20)의 영역에서 상기 금속 섹션들(2a, 2b, 2c) 중 적어도 하나에 용접되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항, 특히 제20항에 있어서,
    별도의 커넥터(22)는, 상기 커넥터(22)가 바람직하게 냉각 공동(3)을 한정하는 대향하는 금속 섹션(2b, 2a)에서 적어도 부분적으로 지지되는 방식으로 금속 섹션(2a, 2b)의 관통 개구(through-opening, 20)에 삽입되고, 특히 상기 별도의 커넥터(22)는 하나의 금속 섹션(2a) 또는 상기 금속 섹션들(2a, 2b) 둘 다에 용접되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항, 특히 제20항에 있어서,
    가공된 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')에서 서로 베어링된 2개의 금속 섹션들(2a, 2b)의 상기 에지 영역(27a, 27b)에서, 상기 가공된 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')에서 별도의 커넥터(22)를 위한 수용 개구(20)를 구성하도록 각각의 대체로 반원형의 곡률부(26a, 26b)가 형성되고, 그 후,
    특히 상기 금속 섹션들(2a, 2b)이 여전히 분리된 상태에서, 상기 금속 섹션의 후속 변형은 나중에 잔류 갭(residual gaps, 31)을 폐쇄하도록 상기 별도의 커넥터(22)와의 접촉 영역(35)이 될 곳에서 수행되며, 및/또는
    상기 금속 섹션들(2a, 2b)이 여전히 분리된 상태에서, 또는 상기 금속 섹션들(2a, 2b)이 이미 서로의 상부에 배치된 경우, 잔류 갭(31)을 폐쇄하기 위해 납땜이 도입되고, 그 후,
    상기 금속 섹션들(2a, 2b)이 서로의 상부에 배치된 후, 상기 금속 섹션들(2a, 2b)의 레이저 용접이 바람직하게 양 측면에서 수행되어, 기존의 잔류 갭(31)의 영역에서 상기 금속 섹션들(2a, 2b)에 액체 기밀 방식으로 상기 별도의 커넥터(22)를 연결시키는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항, 특히 제20항에 있어서,
    상기 별도의 커넥터(22)는 바람직하게 금속 섹션(2a, 2b)의 컵 형상 구성(23)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    유동에 영향을 미치는 구성 요소(39)는 레이저 용접에 의해 2개의 금속 섹션들(2a, 2b) 사이의 공동(3) 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 제조 방법.
  25. 전기 자동차에서 배터리(17)를 냉각시키기 위해 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따라 제조된 냉각 플레이트로서,
    상기 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')는 함께 용접되는 적어도 2개의 금속 섹션들(2a, 2b, 2c)을 포함하는, 냉각 플레이트.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')는 용접 중에 입열을 감소시키기 위해 적어도 부분적으로 간헐적인 용접부(5, 10)를 마련하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    커넥터(22') 또는 수용 개구(20)는 적어도 하나의 금속 섹션(2a, 2b, 2c)으로부터 돌출하며, 상기 커넥터(22') 및/또는 상기 수용 개구(20)는 상기 적어도 하나의 금속 섹션(2a, 2b, 2c)으로부터 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    커넥터(22)는 수용 개구(20) 주위 영역에서 용접에 의해 적어도 하나의 금속 섹션(2a, 2b, 2c)에 부착되거나 삽입되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    함께 용접될 2개의 금속 섹션들(2a, 2b)의 각각의 에지 섹션(27a, 27b)으로 형성된 적어도 하나의 커넥터(22)는 상기 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')의 에지 섹션에 형성되며, 2개의 상기 에지 섹션(27a, 27b)은 적어도 부분적으로 함께 용접되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트.
  30. 제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    단일 층 냉각재 전도(single-layer coolant conduction)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트.
  31. 제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 보조 냉각 플레이트들(sub-cooling plates, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')로 구성되며,
    상기 보조 냉각 플레이트들(1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')는 본질적으로 하나의 평면에서 서로 인접하며, 바람직하게 냉각재 전도를 위해 커넥터들(22, 22') 및/또는 라인들에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 냉각 플레이트.
  32. 배터리(17) 및 이에 연결된 제24항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따라 냉각 플레이트(1, 1a 내지 1d, 1a' 내지 1d')를 포함하는 차량용 배터리 시스템(38).
  33. 차량을 구동하기 위한 전기 모터 및 제32항에 따른 배터리 시스템(38)을 포함하는 전기 자동차.
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