WO2011110483A1 - Kühlvorrichtung für eine elektrochemische energiespeichereinheit und herstellungsverfahren für eine kühlvorrichtung - Google Patents

Kühlvorrichtung für eine elektrochemische energiespeichereinheit und herstellungsverfahren für eine kühlvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2011110483A1
WO2011110483A1 PCT/EP2011/053266 EP2011053266W WO2011110483A1 WO 2011110483 A1 WO2011110483 A1 WO 2011110483A1 EP 2011053266 W EP2011053266 W EP 2011053266W WO 2011110483 A1 WO2011110483 A1 WO 2011110483A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tubes
wall
energy storage
cooling
recess
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/053266
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lars Ludwig
Holger Schroth
Original Assignee
Behr Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr Gmbh & Co. Kg filed Critical Behr Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2011110483A1 publication Critical patent/WO2011110483A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a device for cooling at least one electrochemical energy storage device according to claim 1 and a manufacturing method for producing such a device according to claim 10.
  • Previous solutions are based on a massive, coolant-flooded component with appropriate cooling capacity.
  • the cooling of the cells is thus possible in different ways.
  • a refrigerator can be used
  • the use of a cooling plate without cooling plates is conceivable in which the cells are placed on a cooling plate traversed by cooling channels and fixed separately
  • a cooling plate with cooling plates can be used, and thin-walled L or T-sections are clamped onto a cooling plate traversed by coolant channels, which transport the cooling capacity from the cooling plate to the cells which are sandwiched between the cooling plates.
  • adeigel is very solid and therefore very heavy. Furthermore, the pockets have a slight excess for reasons of process reliability. Due to this necessary tolerance, the heat transfer based on thermal contact deteriorates significantly.
  • the high weight of the cooling plate and additional fastening and clamping elements must be taken into account. A weight reduction by omitting the Verspannetti would lead to a significantly reduced heat transfer and thus reduce the effectiveness of the cooling.
  • the cooling plate withoutdebteche the cells are cooled only at the bottom of the hard case or cell jacket. This one-sided cooling leads to high temperature differences within the cell. By a device withharibtechen can be significantly reduced by an optimized design of the cooling plates, the temperature difference in the cell compared to a device without cooling plates.
  • the present invention is based on the finding that by using suitable materials a cooling device can be created which is lightweight and multifunctional. Accordingly, a tube made according to this approach can be used very simply for cooling and holding an electrochemical energy storage unit.
  • the construction presented here is very easy, since only the thin-walled coolant molding tubes, in particular made of lightweight metal, usually aluminum, are manufactured. All other components such as tank, tubesheet, partitions and battery bottom profile can be made of plastic.
  • An important advantage of the proposed solution is an optimized heat transfer between the forming tubes and the cells, which can be achieved for example by a constraint between the tubes, which is less than a cell thickness. Furthermore, the position of the cooling via the cell height can be set variably or even supplemented by an additional bottom cooling of the cells.
  • Another advantage is the closed and integrated solution. The solution is closed because it is just a product that can be mounted in any environment without any special parts or tools. It is also an integrated solution, since no further mounting parts are needed for the introduction and fixation of the cells.
  • All necessary couplings can be provided by the cooler. These two features can generate additional cost and weight benefits. Access to the cells is not hampered by a modular design. Single cells can be easily exchanged. According to the approach presented here, a simple and lightweight design for the cooling components of cells while ensuring effective and safe cooling can be realized. In addition, the construction may directly include functions relating to connection and bias of the cooling component and cells, or at least allow for simple solutions.
  • the approach of the invention includes an optimized method for cooling "hard” housing cells, typically prismatic or cylindrical cells with an aluminum housing.
  • the present invention provides an apparatus for cooling at least one electrochemical energy storage unit, the apparatus comprising: at least two mutually spaced tubes made of a deformable metal material, wherein the tubes are adapted to be flowed through by a coolant, wherein each of the tubes at a the bottom side facing the other tube is at least partially curved outwards, and a bottom member having at least one recess, wherein opposite edges of the recess are arranged parallel to the tubes, and wherein a bottom portion of the recess has a greater width than a minimum distance between the tubes.
  • the electrochemical energy storage unit can be, for example, lithium-ion cells that can be used to drive an electric or hybrid vehicle.
  • the electrochemical energy storage unit may be formed as a flat cell with a solid aluminum cladding.
  • the electrochemical energy storage unit may be composed of one or a plurality of cells.
  • the tubes may be, for example, round tubes or flat tubes with convex sides. For example, opposite major sides of flat tubes may each be convex.
  • the deformable metal material can eg thin-walled aluminum can be used.
  • the metal material may be elastically deformable, so that it can return to its original state upon removal of the deformation pressure.
  • the recess of the bottom element may be formed or shaped for receiving a foot region of an electrochemical energy storage unit.
  • the recess may be trough-shaped, wherein an edge of the recess is circumferential. Alternatively, the recess may also be U-shaped and thus have two opposing edges or edges.
  • the bottom element may have a corresponding number of recesses. According to the arrangement of the tubes and the bottom element, the electrochemical energy storage unit can be inserted between the tubes in the recess and cooled. Due to the smaller distance between the tubes compared to the width of the bottom element, the electrochemical energy storage unit can be fixed in position.
  • the bottom element may be made of a plastic material.
  • the bottom element can be realized with little weight and in a simple and cost-effective manner.
  • the weight reduction can have a positive effect on the energy consumption of a vehicle.
  • the tubes may be formed as flat tubes with a biconvex cross-section.
  • Such a shape of the tubes can provide a large heat transfer area and thus more efficient cooling of the electrochemical energy storage unit. Also, such a shape of the tubes provides a good spring action and cells can be packed more tightly than would be possible with round tubes.
  • the device may have at least one wall.
  • the wall can be designed such that the tubes can be guided through recesses in the wall.
  • the recesses can thereby form a peripheral shape of the tubes. speak.
  • the tubes can be kept well in position in this way. The fixation of an arranged between the tubes electrochemical energy storage unit and a heat transfer between the tubes and the electrochemical energy storage unit can be improved accordingly.
  • the at least one wall can be made of a plastic material.
  • the wall can be made simpler and less expensive and has, for example, opposite. a wall of a metal material on a lower weight.
  • the bottom element may have at least one groove. This can be designed to receive a foot region of the at least one wall facing the floor element.
  • floor element and wall can be realized easily and without additional elements. In this way, a solid structure of bottom element and wall for fixing the tubes and thus the electrochemical energy storage unit can be created. An improved heat transfer coefficient is the result.
  • the at least one groove can have a hook element and the at least one wall in the end region can have at least one notch or opening.
  • the at least one wall and the bottom element may be formed to be positively connected.
  • the wall can be locked in the floor element, whereby the connection between floor element and wall, e.g. also can withstand shocks better.
  • the at least one wall in a head region opposite the foot region can have at least one hook-type catch element.
  • the Hook latching element may be formed, for example, to be clipped onto a head side of the electrochemical energy storage unit following insertion of one of the electrochemical energy storage unit into the bottom element. In this way, the electrochemical energy storage unit can be fixed even better with little effort in their position. Furthermore, the electrochemical energy storage unit can be easily removed and replaced by manually pushing back the hook latching element, without requiring the use of tools.
  • At least one of the tubes may include an internal spiral of plastic material that may be configured to assist in re-forming the tube from deformation.
  • an internal spiral of plastic material may be configured to assist in re-forming the tube from deformation.
  • the present invention further provides a manufacturing method for producing a device for cooling at least one electrochemical energy storage unit, the manufacturing method comprising the following steps: providing at least two ducts of a deformable metal material, which are designed to be flowed through by a coolant, wherein each of the Tubes is at least partially curved outward; Providing a floor element with at least one recess, wherein the recess has a recess width in a bottom area between opposite edges of the floor element; and aligning the tubes with respect to the bottom member, such that the tubes are arranged parallel to the edges of the bottom member, and that a minimum distance between the tubes, in particular the outwardly curved sides of the tubes, is less than the recess width of the bottom portion.
  • Flg. 1 is a cross-sectional view of a tube for conducting a coolant for use in a device for cooling an electrochemical energy storage unit, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic illustration in cross section of a tube-forming cooler in a matrix design for cooling a plurality of electrochemical energy storage units, according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic representation in plan view of the embodiment of a tube forming cooler of Fig. 2.
  • FIG. 4 is a schematic representation in longitudinal section of a device for cooling an electrochemical energy storage unit, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a flowchart for a production method for producing a device for cooling at least one electrochemical energy storage unit.
  • cooling for cooling energy storage systems
  • energy storage cells are plugged into the cooler.
  • the cooling tubes are deformed and thus form a heat transfer to the cell.
  • the cells are positioned and fixed within the cooling component.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a pipe 100 for guiding a coolant according to an embodiment of the present invention.
  • the tube 100 is formed according to the exemplary embodiment shown here as a flat tube, the opposite long sides each have a curvature to the outside.
  • the thus-formed biconvex tube 100 may be e.g. be made of aluminum.
  • the tube 100 may also have a cross section other than that shown in FIG. 1, for example, the cross section may be round, or only one of the sides of the tube 100 may be convex.
  • at least two tubes 100 arranged in parallel are required for a device presented here for cooling an electrochemical energy storage unit.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a tube-forming cooler 200 in a matrix design for cooling a plurality of electrochemical energy storage units, according to one embodiment of the present invention.
  • the device 200 comprises a plurality of tubes 00, a bottom element or battery bottom profile 210 and a wall 220.
  • the device 200 uses a plurality of electrochemical energy storage units 230 to be cooled.
  • the battery bottom profile 210 may be made of a plastic and has in the embodiment shown in FIG. 2 a plurality of recesses 240 for receiving a bottom region of the electrochemical energy storage units 230.
  • the tubes 100 are designed as biconvex flat tubes, as already explained in connection with FIG. 1.
  • a tube 100 is arranged parallel to an edge 250 of the bottom element 210.
  • the dividing wall 220 is indicated by two horizontal lines representing the upper and lower edges of the wall 220.
  • the wall 220 may be made of a plastic, for example. It has a plurality of recesses in the shape of the tubes 100, so that the tubes 100 are passed through the recesses at right angles to the wall 220, whereby the matrix construction of the device 100 is realized.
  • the molding tubes 100 coolant-filled during operation of the cooler.
  • the forming tubes 100 are here thin-walled tubes in a flat construction, wherein the long sides receive a non-planar and bulged shape, at least in a shaft.
  • the tubes 100 are pushed into plastic partitions 220, the number of tubes 100 and the number of partitions 220 resulting from the matrix size of the battery 230.
  • only one wall 220 is shown.
  • the openings in the partitions 220 favorably reflect the shape of the tubes 100 at least partially, so that a firm press connection between the dividing wall 220 and the tube 100 is created and tilting can be avoided.
  • a coolant inlet into the tubes 100 may be provided by a tube bottom tank construction, as is common in commercial coolant radiators of motor vehicles.
  • the tubesheet can not be made of metal such as aluminum but of plastic.
  • the connection between the tank and the floor can be made by vibration welding or orbital welding. Bond between pipe 100 and bottom by pressing the tube 100 in a slot provided for this purpose in the ground.
  • cell 230 to be cooled is placed in a grid, e.g. through two partitions 220 and pipes 100, pushed.
  • a clear distance of the partitions 220 is sized so that sufficient space for snap hook for positioning the cell 230 remains.
  • snap hooks which are not shown in Fig. 2, will be discussed in more detail in connection with a representation shown in Fig. 4.
  • a clear distance az of the shaped sides of the tubes 100 is smaller than a dimension or width a of a cell 230 by the constraining dimension z.
  • the specially shaped walls of the thin-walled tubes 100 become elastic be deformed, whereby the shape of the side walls adapts to the contour of the Zelfwandung under an elastic spring action.
  • the thermal contact thus automatically receives a contact pressure, which significantly improves the heat transfer.
  • the manner of shaping the tube sidewalls is tuned to the respective cell 230.
  • FIG. 3 shows the apparatus 200 for cooling an electrochemical energy storage unit 230 in a plan view. Shown are a plurality of tubes 100 and a plurality of walls 220, wherein the in connection with Flg. 2, the connection of tubes 100 and walls 220 gives the matrix shape of the device 200. Into the spaces between tubes 100 and walls 220, a plurality of cells 230 are inserted in two rows. For the sake of clarity, only a tube 00, a wall 220 and a cell 230 are marked with a reference numeral. Depending on the number and arrangement of the cells 230, the matrix construction can be changed as desired by adding or removing tubes 100 and / or walls 220.
  • FIG. 4 shows a detail in longitudinal section of the device 200 for cooling an electrochemical energy storage unit 230 according to an embodiment of the present invention.
  • Example of the present invention Shown are the bottom element 210, two partitions 220 and indicated by two horizontal lines a guided through the recesses in the walls 220 cooling tube 100.
  • An electrochemical energy storage unit 230 is inserted between the walls 220 in the bottom element 210.
  • a region 410 indicated by a dashed line shows an interlocking between the bottom profile 210 and a partition wall 220, which is identical to the further partition wall 220 and the bottom profile 210.
  • a region 420 marked by another dashed line shows an interlocking between the cell 230 and the further dividing wall 220, which is identical to the dividing wall 220 and the cell 230.
  • the battery bottom profile 210 which consists for example of plastic, is provided under the entire battery 230.
  • the floor element 210 can be clipped with the partitions 220 and thus keep the cell 230 in the floor direction.
  • the bottom profile has a groove 430 into which the wall 220 can be inserted.
  • the groove 430 has a hook element and the partition wall 220 at a corresponding height a notch or opening, so that the wall 220 can be snapped firmly into the bottom element 210.
  • the cell 230 is fixed by snap hooks 440 provided on the partition walls 220.
  • the hook latching elements 440 are designed and arranged on the walls 220, that each two electrochemical energy storage units 230 can be fixed by an intermediate wall 220 on one side.
  • FIG. 5 shows a flow diagram 500 for a production method for producing a device for cooling at least one electrochemical energy storage unit.
  • a step 510 two or more tubes of deformable metal material are provided.
  • the tubes are designed to be flowed through by a coolant, wherein each of the tubes is at least partially curved outward.
  • a ground element is created provided.
  • the bottom element may have one or more recesses. Each of the recesses has a recess width in a bottom area between opposite edges of the floor element.
  • the tubes are arranged opposite the bottom element such that a longitudinal axis of the tubes runs parallel to the edges of the bottom element. In this case, the bottom element and the tubes are dimensioned so that due to the arrangement of tubes and bottom element a minimum distance between the tubes is less than the recess width of the bottom portion.
  • the described istsbeispiete are chosen only by way of example and can be kombln ert.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (200) zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit (230), wobei die Vorrichtung (200) mindestens zwei voneinander beabstandete Rohre (100) aus einem verformbaren Metallmaterial aufweist, die ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre (100) an einer dem anderen Rohr zugewandten Seite zumindest teilweise nach außen gekrümmt ist, und ein Bodenelement (210) mit mindestens einer Ausnehmung (240) aufweist, wobei gegenüberliegende Ränder (250) der Ausnehmung (240) parallel zu den Rohren (100) angeordnet sind, und wobei ein Bodenbereich der Ausnehmung (240) eine geringere Breite aufweist als ein minimaler Abstand (a-z) zwischen den Rohren (100).

Description

Kühlvorrichtung für eine elektrochemische Energieepeichereinhelt und Herstellungsverfahren für eine Kühlvorrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinhert gernäß dem Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer derartigen Vorrichtung gemäß dem Anspruch 10.
Bei der effekth/en Nutzung kleinformatiger Energiespeicher bzw. Zellen auf Lithium-Ionen-Basis besteht das Problem, dass zur Aufrechterhaltung der maximalen Lebensdauer die Zelle innerhalb eines Temperaturfensters betrieben werden muss. Aufgrund der Verlustleistung beim Laden bzw. Entladen wird im Inneren der Zelle kontinuierlich eine Wärmemenge generiert. Diese Verlustleistung der Zelle muss durch geeignete Kühlung mit gleicher Geschwindigkeit abgeführt werden. Zusatzlich ist besonders darauf zu achten, dass die Temperaturdifferenz innerhalb einer Zelle und Innerhalb eines Moduls einen zellspezifischen Wert nicht übersteigt.
Bisherige Lösungen basieren auf einem massiven, kühlmitteldurchfluteten Bauteil mit entsprechender Kälteleistung. Die Kühlung der Zellen Ist damit auf unterschiedliche Arten möglich. Beispielsweise kann ein Kühligel verwendet wer- den, bei dem die Zellen in vorgesehene Einschub-Taschen zwischen den kühlmitteldurchfluteten .Stacheln" des Kühligels eingeschoben und fixiert werden. Weiterhin ist eine Verwendung einer Kühlplatte ohne Kühlbleche denkbar. Dabei werden die Zellen auf eine mit Kühlmittelkanälen durchzogene Kühlplatte aufgestellt und gesondert fixiert. Alternativ kann eine Kühlplatte mit Kühlblechen eingesetzt werden. Auf eine mit Kühlmittelkanälen durchzogene Kühlplatte werden dünnwandige L- bzw. T-Profile aufgespannt, welche die Kälteleistung von der Kühlplatte zu den Zellen transportieren, die sich sandwichartig zwischen den Kühlblechen befinden.
Jedoch ist z.B. ein Kühligel sehr massiv und damit sehr schwer. Weiterhin haben die Einschubtaschen ein geringes Übermaß aus Gründen der Prozesssicherheit. Aufgrund dieser notwendigen Toleranz verschlechtert sich der auf thermischem Kontakt basierte Wärmeübergang deutlich. Bei einer Verwendung einer Kühlplatte ist das hohe Gewicht der Kühlplatte und zusätzlicher Befesti- gungs- und Verspannelemente zu berücksichtigen. Eine Gewichtreduzierung durch Weglassen der Verspannelemente würde zu einem deutlich reduzierten Wärmeübergang führen und so die Effektivität der Kühlung herabsetzen. Bei einem Einsatz einer Kühlplatte ohne Kühlbteche werden die Zellen nur am Boden des Hard-Case bzw. Zellmantels gekühlt. Diese einseitige Kühlung führt zu hohen Temperaturunterschieden innerhalb der Zelle. Durch eine Vorrichtung mit Kühlbtechen kann durch eine optimierte Gestaltung der Kühlbleche der Temperaturunterschied in der Zelle im Vergleich zu einer Vorrichtung ohne Kühlbleche zwar deutlich reduziert werden. Allerdings erhöht sich durch die Kühlbleche und den erhöhten Aufwand für die Fixierung und Vorspannung von Blechen und Zellen auch das Gewicht deutlich. Außerdem werden für diese Lösung zwei thermische kontaktbasierte Schnittstellen benötigt, während bei den anderen im Vorhergehenden genannten Varianten eine Schnittstelle ausreichend ist. Thermische Kontakte stellen immer erhöhte Anforderungen bezüglich Toleranz, Oberflächenbeschaffenheit und Steifigkeit dar, um einen guten thermischen Übergangskoeffizienten sicherzustellen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energieepeicherelnheit und ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine derartige Vorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Verwendung von geeigneten Werkstoffen eine Kühlvorrichtung geschaffen werden kann, die leichtgewichtig und multifunktional ist. Entsprechend kann ein gemäß diesem Ansatz hergestelltes Rohr sehr einfach zum Kühlen und zum Halten einer elektrochemischen Energiespeichereinheit eingesetzt werden.
Die hier vorgestellte Konstruktionsweise ist sehr leicht, da lediglich die dünnwandigen Kühlmittel-Formrohre, insbesondere aus Leicht-Metall, in der Regel Aluminium, gefertigt werden. Alle weiteren Bauteile wie Tank, Rohrboden, Trennwände und Batterie-Bodenprofil können aus Kunststoff gefertigt werden. Ein bedeutender Vorteil der vorgestellten Lösung ist ein optimierter Wärmeübergang zwischen den Formrohren und den Zellen, welcher beispielsweise durch ein Zwängungsmaß zwischen den Rohren, das geringer als eine Zellendicke ist, erreicht werden kann. Weiterhin kann die Position der Kühlung über die Zellhöhe variabel eingestellt werden bzw. sogar durch eine zusätzliche Bodenkühlung der Zellen ergänzt werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der geschlossenen und integrierten Lösung. Geschlossen ist die Lösung, da es sich um lediglich ein Produkt handelt, welches ohne weitere Spezialteile oder - Werkzeuge in jeder Umgebung montiert werden kann. Es handelt sich weiterhin um eine integrierte Lösung, da auch für die Einbringung und Fixierung der Zellen keine weiteren Montageteile benötigt werden. Alle notwendigen Verklipsun- gen können durch den Kühler zur Verfügung gestellt werden. Durch diese beiden Eigenschaften können zusätzliche Kosten- und Gewichtsvorteile generiert werden. Ein Zugriff auf die Zellen wird nicht durch eine Modulbauweise erschwert. Einzelne Zellen können leicht ausgetauscht werden. Gemäß dem hier vorgestellten Ansatz kann eine einfache und leichte Bauweise für die Kühlkomponenten von Zellen bei gleichzeitiger Gewährleistung einer effektiven und sicheren Kühlung realisiert werden. Zusätzlich kann die Konstruktion Funktionen bezüglich einer Verbindung und Vorspannung von Kühlkomponente und Zellen direkt enthalten oder zumindest einfache Lösungen ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Ansatz beinhaltet eine optimierte Methode für die Kühlung von Zellen mit„hartem" Gehäuse, in der Regel prismatische oder zylindrische Zellen mit einem Aluminium-Gehäuse.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: mindestens zwei voneinander beabstandete Rohre aus einem verformbaren Metallmaterial, wobei die Rohre ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre an einer dem anderen Rohr zugewandten Seite zumindest teilweise nach außen gekrümmt Ist, und ein Bodenelement mit mindestens einer Ausnehmung, wobei gegenüberliegende Ränder der Ausnehmung parallel zu den Rohren angeordnet sind, und wobei ein Bodenbereich der Ausnehmung eine größere Breite aufweist als ein minimaler Abstand zwischen den Rohren.
Bei der elektrochemischen Energiespeichereinheit kann es sich beispielsweise um Lithium-Ionen-Zellen handeln, die zum Antrieb eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingesetzt werden können. Beispielsweise kann die elektrochemische Energiespeichereinheit als eine Flachzelle mit einer festen Ummantelung aus Aluminium ausgebildet sein. Die elektrochemische Energiespeichereinheft kann sich aus einer oder einer Mehrzahl von Zellen zusammensetzen. Bei den Rohren kann es sich z.B. um Rundrohre oder um Flachrohre mit konvexen Seiten handeln. Beispielsweise können sich gegenüberliegende Hauptseiten von Flachrohren jeweils konvex sein. Als das verformbare Metallmaterial kann z.B. dünnwandiges Aluminium eingesetzt werden. Das Metallmaterial kann elastisch verformbar sein, so dass es bei einer Wegnahme des Verformungsdrucks wieder in seinen Urzustand zurückkehren kann. Die Ausnehmung des Bodenelements kann zum Aufnehmen eines Fußbereichs einer elektrochemischen Energiespeichereinheit ausgebildet oder ausgeformt sein. Die Ausnehmung kann wannenförmig sein, wobei ein Rand der Ausnehmung umlaufend ist. Alternativ kann die Ausnehmung auch U-förmig sein und somit zwei sich gegenüberliegende Rander oder Randseiten aufweisen. Wenn sich die elektrochemische Energiespeichereinheit aus einer Mehrzahl von Einzelzellen zusammensetzt, kann das Bodenelement eine entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweisen. Entsprechend der Anordnung der Rohre und des Bodenelements kann die elektrochemische Energiespeichereinheit zwischen die Rohre in die Ausnehmung eingesetzt und gekühlt werden. Aufgrund des geringeren Abstandes zwischen den Rohren im Vergleich zu der Breite des Bodenelements kann die elektrochemische Energiespeichereinheit in ihrer Position fixiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Bodenelement aus einem Kunststoffrnaterial hergestellt sein. Auf diese Weise kann das Bodenelement mit wenig Gewicht und auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden. Die Gewichtsreduzierung kann sich positiv auf den Energieverbrauch eines Fahrzeugs auswirken.
Gemäß einer werteren Ausführungsform können die Rohre als Flachrohre mit einem bikonvexen Querschnitt ausgebildet sein. Eine derartige Form der Rohre kann eine große Wärmeübergangsfläche und somit eine effizientere Kühlung der elektrochemischen Energiespeichereinheit bereitstellen. Auch bietet eine derartige Form der Rohre eine gute Federwirkung, und Zellen können dichter gepackt werden als dies bei Rundrohren möglich wäre.
Ferner kann die Vorrichtung mindestens eine Wand aufweisen. Die Wand kann derart ausgebildet sein, dass die Rohre durch Aussparungen in der Wand führbar sind. Die Aussparungen können dabei einer Umfangsform der Rohre ent- sprechen. Vorteilhafterweise können die Rohre auf diese Weise gut in ihrer Position gehalten werden. Die Fixierung einer zwischen den Rohren angeordneten elektrochemischen Energiespeichereinheit sowie ein Wärmeübergang zwischen den Rohren und der elektrochemischen Energiespeichereinheit können entsprechend verbessert werden.
Dabei kann die mindestens eine Wand aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Auf diese Weise kann die Wand einfacher und kostengünstiger hergestellt werden und weist gegenüber z.B. einer Wand aus einem Metallmaterial ein geringeres Gewicht auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Bodenelement mindestens eine Nut aufweisen. Diese kann ausgebildet sein, um einen dem Bodenelement zugewandten Fußbereich der mindestens einen Wand aufzunehmen. Eine derartige vorteilhafte Verbindungsmöglichkeit von Bodenelement und Wand ist einfach und ohne zusätzliche Elemente zu realisieren. Auf diese Weise kann eine feste Struktur aus Bodenelement und Wand zum Fixieren der Rohre und damit der elektrochemischen Energiespeichereinheit geschaffen werden. Ein verbesserter Wärmeübergangskoeffizient ist die Folge.
Femer kann die mindestens eine Nut ein Hakenelement aufweisen und die mindestens eine Wand in dem Endbereich mindestens eine Einkerbung oder Öffnung aufweisen. Somit können die mindestens eine Wand und das Bodenelement ausgebildet sein, um formschlüssig verbunden zu werden. Mit Hilfe der Nut kann die Wand in dem Bodenelement arretiert werden, wodurch die Verbindung zwischen Bodenelement und Wand z.B. auch Erschütterungen besser standhalten kann. Auch hier liegt der Vorteil wiederum neben der einfachen Herstellbarkeit In einer verbesserten Fixierung der Elemente gegeneinander, ohne dass dafür zusätzliche Elemente benötigt werden.
Weiterhin kann die mindestens eine Wand in einem dem Fußbereich gegenüberliegenden Kopfbereich mindestens ein Hakenrastelement aufweisen. Das Hakenrastelement kann z.B. ausgebildet sein, um folgend auf ein Einsetzen eines der elektrochemischen Energiespeichereinheit in das Bodenelement auf eine Kopfseite der elektrochemischen Energiespeichereinheit aufgeklipst zu werden. Auf diese Weise kann die elektrochemische Energiespeichereinheit mit geringem Aufwand noch besser in ihrer Position fixiert werden. Weiterhin kann die elektrochemische Energiespeichereinheit ohne weiteres durch ein manuelles Zurückschieben des Hakenrastelements entnommen und ausgewechselt werden, ohne dass dazu ein Einsatz von Werkzeugen nötig wäre.
Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens eines der Rohre eine innenliegende Spirale aus einem Kunststoffmaterial aufweisen, die ausgebildet sein kann, um ein Zurückbilden des Rohres aus einer Verformung zu unterstützen. Vorteilhafterweise kann so eine dauerhaftere Funktionalität der Rohre sowie eine längere Haltbarkeit derselben gewährleistet werden. Zudem kann ein Gewichtsvorteil dadurch gegeben sein, dass besonders dünnwandige Rohre eingesetzt werden können.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen von mindestens zwei Rohren aus einem verformbaren Metallmaterial, die ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre zumindest teilweise nach außen gekrümmt ist; Bereitstellen eines Bodenelements mit mindestens einer Ausnehmung, wobei die Ausnehmung in einem Bodenbereich zwischen gegenüberliegenden Rändern des Bodenelements eine Ausnehmungsbreite aufweist; und Ausrichten der Rohre gegenüber dem Bodenelement, derart, dass die Rohre parallel zu den Rändern des Bodenelements angeordnet sind und dass ein minimaler Abstand zwischen den Rohren, insbesondere der nach außen gekrümmten Seiten der Rohre, geringer ist als die Ausnehmungsbreite des Bodenbereichs. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Flg. 1 eine Querschnittdarstellung eines Rohrs zum Führen eines Kühlmittels zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung im Querschnitt eines Rohrverformungskühlers in Matrixbauweise zum Kühlen einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung in Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel eines Rohrverformungskühlers aus Fig. 2;
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung im Längsschnitt einer Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm für ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Kühler) zur Kühlung von Energiespeichersystemen werden Energiespeicherzellen in den Kühler gesteckt. Dabei werden die Kühlerrohre verformt und bilden somit einen Wärmeübergang zur Zelle. Die Zellen werden innerhalb der Kühlkomponente positioniert und fixiert.
Fig. 1 zeigt in einer Querschnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Rohres 100 zum Führen eines Kühlmittels, gemäß einem Ausführungsbetspiel der vorliegenden Erfindung. Das Rohr 100 ist gemäß dem hier gezeigten Ausfuhrungsbeispiel als ein Flachrohr ausgebildet, dessen gegenüberliegende lange Seiten jeweils eine Krümmung nach außen aufweisen. Das so geformte bikonvexe Rohr 100 kann z.B. aus Aluminium gefertigt sein. Das Rohr 100 kann auch einen anderen als in Fig. 1 dargestellten Querschnitte aufweisen, beispielsweise kann der Querschnitt rund sein, oder es kann lediglich eine der Seiten des Rohres 100 konvex sein. Für eine hier vorgestellte Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit werden mindestens zwei parallel angeordnete Rohre 100 benötigt.
Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung im Querschnitt eines Rohrverformungskühlers 200 in Matrixbauweise zum Kühlen einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 200 umfasst eine Mehrzahl von Rohren 00, ein Bodenelement bzw. Batterie-Bodenprofil 210 sowie eine Wand 220. In die Vorrichtung 200 Ist eine Mehrzahl von zu kühlenden elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 eingesetzt. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich eines der Rohre 100 sowie einer der elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Batterie-Bodenprofil 210 kann aus einem Kunststoff hergestellt sein und weist bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Ausnehmungen 240 zum Aufnehmen eines Bodenbereichs der elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 auf. Die Rohre 100 sind als bikonvexe Flachrohre ausgeführt, wie sie bereits in Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurden. Es ist jeweils ein Rohr 100 parallel zu einem Rand 250 des Bodenelements 210 angeordnet. Bei der Schnittdarstel- lung des Rohrverformungskühlers 200in Fig. 2 ist die Trennwand 220 durch zwei horizontale Linien angedeutet, die Ober- und Unterkante der Wand 220 repräsentieren. Die Wand 220 kann z.B. aus einem Kunststoff hergestellt sein. Sie weist eine Mehrzahl von Aussparungen in der Form der Rohre 100 auf, so dass die Rohre 100 durch die Aussparungen hindurchgeführt im rechten Winkel zu der Wand 220 angeordnet sind, wodurch die Matrixbauweise der Vorrichtung 100 realisiert ist. Entsprechend dieser erweiterbaren Matrixkonstruktion der Vorrichtung 100 können auch weitere Trennwände 220 enthalten sein, die jeweils abwechselnd mit einer Reihe von elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 angeordnet sein können. Dieser Sachverhalt wird im Folgenden im Zusammenhang mit Fig. 3 noch weitergehend erläutert.
Gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel werden gezielt nur die Bauteile aus Metall, in der Regel Aluminium, hergestellt, welche für den Wärmetransport benötigt werden, d.h. hier die beim Betrieb des Kühlers kühlmittelge- fültten Formrohre 100. Die Formrohre 100 sind hier dünnwandige Rohre in flacher Bauweise, wobei die langen Seiten eine nichtebene und zumindest in einer Welle bauchige Form erhalten. Die Rohre 100 werden in Trennwände 220 aus Kunststoff geschoben, wobei sich die Anzahl der Rohre 100 und die Anzahl der Trennwände 220 aus der Matrix-Größe der Batterie 230 ergibt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Wand 220 gezeigt. Die Öffnungen in den Trennwänden 220 geben günstigerweise die Formgebung der Rohre 100 zumindest teilweise wieder, so dass eine feste Press- Verbindung zwischen Trennwand 220 und Rohr 100 entsteht und ein Verkanten vermieden werden kann.
In Fig. 2 nicht gezeigt ist, dass ein Kühlmitteleintrag in die Rohre 100 durch eine Rohrboden-Tank-Konstruktion vorgesehen sein kann, wie sie in handelsüblichen Kühlmittelkühlern von Kraftfahrzeugen Stand der Technik ist. Um weiteres Gewicht zu sparen, kann der Rohrboden nicht aus Metall wie z.B. Aluminium sondern aus Kunststoff gefertigt sein. Die Verbindung zwischen Tank und Boden kann durch Vibrationsschweißen oder Orbitalschweißen erfolgen, die Ver- bindung zwischen Rohr 100 und Boden durch Einpressen des Rohres 100 in eine dafür vorgesehene Schlitzung im Boden.
Wie Fig. 2 zeigt, wird zu kühlende Zelle 230 in ein Raster, begrenzt z.B. durch jeweils zwei Trennwände 220 und Rohre 100, geschoben. Ein lichter Abstand der Trennwände 220 ist so groß bemessen, dass genügend Platz für Schnapphaken zur Positionierung der Zelle 230 bleibt. Auf eine Verwendung von Schnapphaken, die in Fig. 2 nicht gezeigt sind, wird im Zusammenhang mit einem in Fig. 4 gezeigten Darstellung noch genauer eingegangen. Ein lichter Abstand a-z der geformten Seiten der Rohre 100 ist dagegen um das Zwängung- smaß z kleiner als eine Abmessung bzw. Breite a einer Zelle 230. Dadurch wird erreicht, dass durch das Einschieben einer Zelle 230 die speziell geformten Wandungen der dünnwandigen Rohre 100 elastisch verformt werden, wodurch sich die Form der Seitenwände unter einer elastischen Federwirkung an die Kontur der Zelfwandung anpasst. Der thermische Kontakt erhält somit automatisch einen Anpressdruck, weicher den Wärmeübergang deutlich verbessert. Die Art der Formgebung der Rohr-Seitenwände ist auf die jeweilige Zelle 230 abgestimmt.
Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 200 zum Kühlen einer elektrochemischen Energie- speichereinheit 230 in einer Draufsicht. Gezeigt sind eine Mehrzahl von Rohren 100 und eine Mehrzahl von Wänden 220, wobei die im Zusammenhang mit Flg. 2 beschriebene Verbindung von Rohren 100 und Wänden 220 die Matrixform der Vorrichtung 200 ergibt. In die Zwischenräume zwischen Rohren 100 und Wänden 220 ist eine Mehrzahl von Zellen 230 in zwei Reihen eingesetzt. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich ein Rohr 00, eine Wand 220 sowie eine Zelle 230 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet. Je nach Anzahl und Anordnung der Zellen 230 kann die Matrixkonstruktion durch Hinzufügung oder Wegnahme von Rohren 100 und/oder Wänden 220 beliebig verändert werden.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt im Längsschnitt der Vorrichtung 200 zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit 230 gemäß einem Ausfuh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind das Bodenelement 210, zwei Trennwände 220 sowie durch zwei horizontale Linien angedeutet ein durch die Aussparungen in den Wänden 220 geführtes Kühlrohr 100. Eine elektrochemische Energiespeichereinheit 230 ist zwischen die Wände 220 in das Bodenelement 210 eingesetzt. Ein durch eine Strichkreislinie gekennzeichneter Bereich 410 zeigt eine Verklipsung zwischen dem Bodenprofil 210 und einer Trennwand 220, die identisch mit der weiteren Trennwand 220 und dem Bodenprofil 210 besteht. Ein durch eine weitere Strichkreislinie gekennzeichneter Bereich 420 zeigt eine Verklipsung zwischen der Zelle 230 und der weiteren Trennwand 220, die identisch mit der Trennwand 220 und der Zelle 230 besteht. Wie bereits im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren erläutert, wird zur Fixierung der Zelle 230 in der dritten Richtung wird das Batterie- Bodenprofil 210, das z.B. aus Kunststoff besteht, unter der gesamten Batterie 230 vorgesehen. Das Bodenelement 210 kann mit den Trennwänden 220 ver- klipst werden und so die Zelle 230 in Bodenrichtung halten. Dazu weist das Bodenprofil eine Nut 430 auf, in die die Wand 220 eingesetzt werden kann. Zum formschlüssigen Verbinden von Bodenelement 210 und Wand 220 weist die Nut 430 ein Hakenelement und die Trennwand 220 in entsprechender Höhe eine Einkerbung oder Öffnung auf, so dass die Wand 220 in das Bodenelement 210 fest eingerastet werden kann. In der Gegenrichtung, also an einer Seite der Batterieanschlüsse, wird die Zelle 230 durch an den Trennwänden 220 vorhandene Schnapphaken bzw. Hakenrastelemente 440 fixiert. Die Hakenrastelemente 440 sind dabei so ausgebildet und an den Wänden 220 angeordnet, dass je zwei elektrochemische Energiespeichereinheiten 230 durch eine dazwischenliegende Wand 220 auf je einer Seite fixiert werden können.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm 500 für ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit. In einem Schritt 510 werden zwei oder mehr Rohre aus einem verformbaren Metallmaterial bereitgestellt. Die Rohre sind ausgebildet, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre zumindest teilweise nach außen gekrümmt ist. In einem Schritt 520 wird ein Bodenetement bereitgestellt. Das Bodenelement kann eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen. Jede der Ausnehmungen weist dabei in einem Bodenbereich zwischen gegenüberliegenden Rändern des Bodenelements eine Ausnehmungsbreite auf. In einem Schritt 530 werden die Rohre gegenüber dem Bodenelement derart angeordnet, dass eine Längsachse der Rohre parallel zu den Rändern des Bodenelements verläuft. Dabei sind das Bodenelement und die Rohre so bemessen, dass infolge der Anordnung von Rohren und Bodenelement ein minimaler Abstand zwischen den Rohren geringer ist als die Ausnehmungsbreite des Bodenbereichs.
Prinzipiell besteht die Möglichkeit einer Verwendung zusätzlicher Schichten zur Wärmeübertragung, um den Wämnefluss mit Hilfe gezielter Einbringung von Wärmestaus zu optimieren. Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsbei- spielen ist ein Weglassen der Trennwände und/oder eine Vorspannung von Teilen der Batterie oder der gesamten Batterie zu einem Modul bzw. zu Modulen denkbar. Wie bereits erläutert können, sollten die Rohre zu dünnwandig sein und dadurch plastische Verformungen im Rohr entstehen, die Rohre durch eine innenliegende Kunststoffspirale verstärkt werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiete sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombln ert werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung (200) zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit (230), wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: mindestens zwei voneinander beabstandete Rohre (100) aus einem verformbaren Metallmaterial, die ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre an einer dem anderen Rohr zugewandten Seite zumindest teilweise nach außen gekrümmt ist; und ein Bodenelement (210) mit mindestens einer Ausnehmung (240), wobei gegenüberliegende Ränder (250) der Ausnehmung parallel zu den Rohren angeordnet sind, und wobei ein Bodenbereich der Ausnehmung eine größere Breite aufweist als ein minimaler Abstand (a-z) zwischen den Rohren.
Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, das« das Bodenelement (210) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Vorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dase die Rohre (100) als Flachrohre mit einem bikonvexen Querschnitt ausgebildet sind.
Vorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Wand (220) aufweist, wobei die Wand derart ausgebildet ist, dass die Rohre (100) durch Aussparungen In der Wand führbar oder geführt sind. Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daes die mindestens eine Wand (220) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (210) mindestens eine Nut (430) aufweist, die ausgebildet ist, um einen dem Bodenelement zugewandten Fußbereich der mindestens einen Wand (220) aufzunehmen. Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daae die mindestens eine Nut (430) ein Hakenelement und die mindestens eine Wand (220) in dem Endbereich mindestens eine Einkerbung oder Öffnung aufweist, so dass die mindestens eine Wand und das Bodenelement (210) formschlüssig verbindbar sind . Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wand (220) in einem dem Fußbereich gegenüberliegenden Kopfbereich mindestens ein Hakenrastelement (440) aufweist. Vorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daes mindestens eines der Rohre (100) eine innenliegende Spirale aus einem Kunststoffmaterial aufweist, die ausgebildet ist, um ein Zurückbilden des Rohres aus einer Verformung zu unterstützen. Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (200) zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit (230), wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen von mindestens zwei Rohren (100) aus einem verformbaren Metallmaterial, die ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre zumindest teiiweise nach außen gekrümmt ist; Bereitstellen eines Bodenelements (210) mit mindestens einer Ausnehmung (240), wobei die Ausnehmung in einem Bodenbereich zwischen gegenüberliegenden Rändern (250) des Bodenelements eine Ausnehmungs- breite aufweist; und
Ausrichten der Rohre gegenüber dem Bodenelement, derart, dass die Rohre parallel zu den Rändern des Bodenelements angeordnet sind und dass ein minimaler Abstand (a-z) zwischen den Rohren, insbesondere der nach außen gekrümmten Selten der Rohre, geringer ist als die Ausnehmungs- breite des Bodenbereichs.
PCT/EP2011/053266 2010-03-08 2011-03-04 Kühlvorrichtung für eine elektrochemische energiespeichereinheit und herstellungsverfahren für eine kühlvorrichtung WO2011110483A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010002640 DE102010002640A1 (de) 2010-03-08 2010-03-08 Kühlvorrichtung für eine elektrochemische Energiespeichereinheit und Herstellungsverfahren für eine Kühlvorrichtung
DE102010002640.9 2010-03-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011110483A1 true WO2011110483A1 (de) 2011-09-15

Family

ID=44063838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/053266 WO2011110483A1 (de) 2010-03-08 2011-03-04 Kühlvorrichtung für eine elektrochemische energiespeichereinheit und herstellungsverfahren für eine kühlvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010002640A1 (de)
WO (1) WO2011110483A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1261065A2 (de) * 2001-05-23 2002-11-27 Alcatel Thermische Verwaltung mittels Abdeckung und Ummantlung von Batteriesystemmodulen
DE102006000885B3 (de) * 2006-01-04 2007-08-02 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrbündels für Wärmetauscher von elektrochemischen Energiespeichern
DE102006045564A1 (de) * 2006-09-25 2008-04-03 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Kühlung elektrischer Elemente
DE102008032086A1 (de) * 2008-07-08 2010-01-14 Valeo Klimasysteme Gmbh Antriebsbatteriebaugruppe eines Elektro-, Brennstoffzellen- oder Hybridfahrzeugs

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10223782B4 (de) * 2002-05-29 2005-08-25 Daimlerchrysler Ag Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Speicherzelle und einer Kühleinrichtung und Verwendung einer Batterie
DE102006018849A1 (de) * 2005-09-21 2007-04-12 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Energiespeichermodul
DE102007050518A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-23 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur elektrischen Energiespeicherung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1261065A2 (de) * 2001-05-23 2002-11-27 Alcatel Thermische Verwaltung mittels Abdeckung und Ummantlung von Batteriesystemmodulen
DE102006000885B3 (de) * 2006-01-04 2007-08-02 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscher-Rohrbündels für Wärmetauscher von elektrochemischen Energiespeichern
DE102006045564A1 (de) * 2006-09-25 2008-04-03 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Kühlung elektrischer Elemente
DE102008032086A1 (de) * 2008-07-08 2010-01-14 Valeo Klimasysteme Gmbh Antriebsbatteriebaugruppe eines Elektro-, Brennstoffzellen- oder Hybridfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010002640A1 (de) 2011-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2497145B1 (de) Energiespeichervorrichtung
EP2446492B1 (de) Vorrichtung zur spannungsversorgung eines kraftfahrzeugs mit einem kühlerblock
EP2153487B1 (de) Elektrochemische energiespeichereinheit mit kühlvorrichtung
DE102012222732B4 (de) Batteriezellenmodul
DE102009058808A1 (de) Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugantriebsbatterie und Fahrzeugantriebsbatteriebaugruppe mit Kühlvorrichtung
DE102009058809A1 (de) Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugantriebsbatterie und Fahrzeugantriebsbatteriebaugruppe mit Kühlvorrichtung
EP2541669B1 (de) Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie sowie Verfahren zur Herstellung einer Kühlvorrichtung
EP2567423B1 (de) Batteriekühler
DE102015115643A1 (de) Kühlmodul für eine Batterie und Batterie mit Kühlmodul
DE102013224281A1 (de) Thermisches Batteriesystem mit einem Stapelrahmen
DE102020121498A1 (de) Energiespeichervorrichtung mit einem Batterie-Zellenmodul und einer Kühlvorrichtung, vorzugsweise für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, und Verfahren zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung
DE102011077838A1 (de) Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers
DE102015118747A1 (de) Kühlmodul für eine Batterie, Batterie für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Kühlmoduls
DE102013015785A1 (de) Zellblock für eine Batterie
DE102017104709A1 (de) Batteriemodul zur Verwendung bei einem Hochvolt-Energiespeicher
DE102017005315A1 (de) Batteriekasten
WO2013020931A1 (de) Wärmeübertrager für ein fahrzeug und verfahren zum herstellen eines wärmeübertragers für ein fahrzeug
EP2398109A1 (de) Wärmetauscher und Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers
DE102016205929A1 (de) Batteriepack
DE102019210197A1 (de) Energiespeicherzellenstapel
DE102018216835A1 (de) Batteriemodul und Kraftfahrzeug
WO2011110483A1 (de) Kühlvorrichtung für eine elektrochemische energiespeichereinheit und herstellungsverfahren für eine kühlvorrichtung
AT508359A4 (de) Behältnis für fluide betriebsmittel eines kraftfahrzeuges
EP3503247B1 (de) Batteriekühlsystem und batteriemodul mit einem von kühlmedium durchströmten mäandrierenden wärmetauscher
EP2355232B1 (de) Wärmeübertrager für ein Wärmeleitmodul

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11706608

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11706608

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1