WO2015044271A2 - Gefalteter flächenkühler für energiespeichersysteme für elektroautomotive applikationen - Google Patents

Gefalteter flächenkühler für energiespeichersysteme für elektroautomotive applikationen Download PDF

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energy storage
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Alexander FROEMELT
Sebastian Oppermann
Martin Wieberger
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Definitions

  • the present invention relates to a cooling element for cooling an energy storage device and an energy storage system for storing energy. Furthermore, the present invention relates to a method for producing an energy storage system for storing energy.
  • energy storage systems have a so-called thermal management, which is realized depending on the performance requirements by passive cooling or by active cooling by means of a cooling medium, such as air or water.
  • An energy storage system consists for example of a large number of individual battery cells.
  • the battery cells for example, so-called pouch cells can be used.
  • Pouch cells are battery cells in which the
  • Electrode set is welded in an aluminum composite foil. Similarly, a use of prismatic cells with metal housings is possible.
  • Cooling medium can cause short circuits. Furthermore, caused by a high humidity caused by leakage of the cooling system, the insulation of the energy storage system to the outside or destroyed, so that a voltage freedom of
  • Housing of the energy storage system can no longer be guaranteed.
  • This object is achieved with a cooling element for cooling an energy storage device, with an energy storage system for storing energy and with a method for producing an energy storage system for storing energy according to the independent claims.
  • a cooling element for cooling an energy storage device comprises a first flat region for attachment of a first battery module of Energyspei ⁇ chervorraum, a second flat region for attachment of a second battery module of the power storage device and a folding region, which the first flat portion and the second area connects, on.
  • the folding area is bendable, so that the first area and the second area are collapsible.
  • the cooling element further has a cooling channel, through which a cooling medium can be carried out. The cooling channel is formed within the first area, the fold area and the second area area.
  • an energy storage system for storing energy has an energy storage device with a first battery module and a second battery module and a cooling element described above for cooling the energy ⁇ storage device .
  • the first battery module is attached to the first area and the second battery module is attached to the second area.
  • an energy storage device is provided with a first battery module and a second battery module. Furthermore, a cooling element with a first area area, a second area area and a folding area, which connects the first area area and the second area area, is provided. The folding area is formed bendable. A cooling channel, through which a cooling medium can be performed, is formed within the first area, the fold area and the second area area. The first battery module is attached to the first area.
  • the second battery module is attached to the first area.
  • Battery module is attached to the second area.
  • the first planar region and the second planar region are folded relative to one another by bending the folding region until a desired compact end position has been reached.
  • the first planar region is in a first planar plane and the second planar region is located in a second planar region spaced from the first planar plane Plane, wherein the first planar plane and the second planar plane are substantially parallel.
  • the energy storage system stores energy and can deliver it as needed.
  • the energy storage system can be used for example in a passenger car or other electrically powered systems.
  • the energy storage system has for this purpose the energy storage device.
  • the energy storage device in turn has a plurality of battery modules.
  • Each battery module has a plurality of battery cells.
  • the battery cells are, for example, lithium-ion battery cells.
  • the battery cells are electrically connected to each other. Further are the individual battery modules which are compiled from entspre ⁇ sponding battery cells electrically connected with each other.
  • the energy storage device has a corresponding
  • Interface for coupling the energy storage device to a consumer, such as an electric system of an electric car, on.
  • the cooling element serves to cool the energy storage device.
  • the cooling element has a plate-shaped planar (planar) extension in an unfolded initial state. This means that the first area, the second area and the folding area of the cooling element are located within a common planar plane.
  • the first area, the second area and the folding area thus each have a length and a width, which are each greater by a multiple than their thicknesses.
  • a planar region is to be understood as meaning a section of the cooling element which has a small thickness compared to its length and width.
  • the cooling element may, for example, have a sheet-like extension and e.g. have a thickness of less than 10 mm, in particular less than 5 mm (millimeters).
  • the first battery module may be mounted on the first area and the second battery module may be mounted on the first be attached second flat area.
  • the battery modules for example, adhered to the corresponding area areas (corresponds to a material connection), screwed or welded.
  • a thermally conductive adhesive film can be inserted between the corresponding area regions and the corresponding battery modules or their battery cells in order to fasten the corresponding battery module to the corresponding area on the one hand and to ensure good heat conduction on the other hand.
  • a first battery cell of the first battery module may (a front face, for example) of the first flat area to be secured at ⁇ play, on a first surface and a second battery cells of the first battery module, for example, on a second surface (eg, rear side) of the first flat portion, which of the first surface opposite, be attached. Accordingly, the second Bat ⁇ teriemodul can be attached to the second area and a further battery module on a further area area.
  • the cooling channel is formed.
  • a cooling medium can be passed to dissipate thermal energy, which arises in the battery cells.
  • the cooling channel is located in a cavity within the cooling element, i. formed between a first surface (e.g., a front surface) and an opposing second surface (e.g., a back surface) of the cooling element.
  • the cooling channel can meander along the areal areas
  • the cooling element is in particular formed integrally and in one piece. In the following, this means that there is no structural separation at least between the first areal area, the second areal area and the folding area.
  • the Cooling element consists for example of an elastically ver ⁇ malleable or bendable metal sheet.
  • the folding area of the cooling element has, for example, a lower rigidity than the first areal area and the second areal area.
  • the cooling channel is formed within the folding area such that even with bending of the folding area a sufficiently large Strö ⁇ tion section of the cooling channel is present or that an interruption of the cooling channel ⁇ is avoided.
  • This can be made possible, for example, by forming the cooling channel with a sufficiently large flow cross section in the folded region in the unfolded state, so that after folding the first planar region and the second planar region relative to one another and after a corresponding bending of the fold region, the flow cross section in the fold region is reduced, but a desired minimum size of the flow cross-section is ensured.
  • the fold region may have on at least one surface an inhomogeneous surface structure (e.g., having notches or ribs) to allow flexing of the fold region without constriction of the cooling channel.
  • an inhomogeneous surface structure e.g., having notches or ribs
  • a compact energy store can be provided chersystem, wherein the cooling element le ⁇ diglich an interface for supplying a cooling medium (fluid inlet) and an interface for the discharge of a cooling medium (fluid outlet) has.
  • a plurality of planar elements of the cooling element can be stacked parallel to one another, wherein a common cooling channel extends over the folding regions connecting the flat regions. Interfaces (or fluid couplings) between the two-dimensional areas are unnecessary, since the areal areas including their Falt Scheme integral and are integrally formed, so that there is no interruption of the cooling channel in the transition between the two-dimensional areas.
  • the first areal area and the second areal area each have a first width along an extension direction, wherein the folding area has a second width along the extension direction which is smaller than the first width.
  • the cooling element has a constriction or a reduced width in the folding area in order to reduce the rigidity of the folding area.
  • the rigidity of the folding area is less than the rigidity of the area Be ⁇ rich.
  • a first material thickness of the first areal area and of the second areal area is greater than a second material thickness of the folding area.
  • the wall thickness (first material thickness) of the cooling element, which is formed, for example, from sheet metal, in the areal areas may be greater than the wall thickness (second material thickness) of the folding area.
  • the fold region has a recess for reducing the rigidity.
  • the recess may, for example, a through hole, a Slot, a constriction or perforation, which has a plurality of through holes represent.
  • the rigidity of the fold area is less than the stiffness of the area areas.
  • the fold region has a surface with an inhomogeneous surface structure, in particular with a rib structure or with a corrugation.
  • the rib structure is formed, for example, by forming a plurality of notches and / or depressions on a surface in the folding area. This reduces the rigidity of the fold area. During folding of the fold region, this may reduce the risk of cracking or wrinkling on a surface of the fold region.
  • the first area, the second area and the folding area are formed from a first base plate and a second base plate.
  • the first base plate is mounted on the second base plate.
  • the cooling channel is formed by means of a groove in at least the first or the second base plate.
  • the first base plate and the second base plate are made, for example, of an elastically deformable metal sheet.
  • the first base plate and the second base plate each have the floor plans of the respective areal areas and the intermediate fold area.
  • the first base plate can be placed on the second base plate and then fastened together (eg by gluing or welding).
  • a groove is formed (for example, milled), which corresponds to the course of the cooling channel.
  • the first base plate and the second base plate can be produced from a deep-drawn and correspondingly structured metal sheet. The course of the groove is then specified within the deep-drawing process of the corresponding base plates.
  • the groove runs correspondingly along the flat areas and additionally along the folding areas. If, for example, the first areal area and the second areal area have a corresponding groove, then these areas are designed in such a way that after joining the first baseplate and the second baseplate, the corresponding grooves in the corresponding baseplates are congruent and thus together form the cooling channel. Despite the formation of the cooling element with the first base plate and the second base plate, the cooling channel has no fluid interface along the areal areas and the folding areas.
  • the first base plate is welded to the second base plate, e.g. by laser welding.
  • the first base plate and the second base plate can be ensured, so that no fluid leakage from the cooling channel between the first base plate and the second base plate is formed.
  • the first area region has a fluid inlet for feeding the cooling medium into the cooling channel.
  • the second area has a fluid outlet for discharging the cooling medium from the cooling channel.
  • the cooling channel thus extends from the first planar region, via optional further planar regions, to the second planar region. A cooling medium is thus guided from the first planar area, via the further areal regions, to the second areal area and discharged at the fluid outlet.
  • the first area region has a fluid inlet for feeding the cooling medium into the cooling channel.
  • the first area has a fluid outlet for discharging the cooling medium from the cooling channel.
  • the cooling channel thus extends from the fluid inlet in the first area over the further areal areas to the second area area and becomes subsequently returned to the first planar area via the areal areas in order to discharge the cooling medium via the fluid outlet.
  • the cooling channel is designed to meander at least within the first areal area and / or the second areal area.
  • the cooling element has a further planar region for fastening a further battery module of the energy storage device, wherein the folding region connects the first region and the further region.
  • the cooling element has a further folding region, which connects the further region and the second region, wherein the further folding region is bendable, so that the first planar region, the further planar region and the second planar region are collapsible.
  • the cooling channel is also formed running within the wider area and the further folding area.
  • a multiplicity of further areal regions can be formed between the first areal area and the second areal area for attaching a multiplicity of further battery modules. Between the corresponding area areas, the corresponding folding areas are arranged.
  • the cooling element or its areal areas can thus be folded like an accordion and form a compact design of the energy storage system.
  • a log ⁇ tmaschines phenomenon of the cooling duct is carried out before the step of folding.
  • Performing the leak test of the cooling channel before folding is made possible by the above-described embodiment of the cooling element according to the invention.
  • the first area, the second area and the folding area are located eg in a planar plane.
  • the cooling channel can be filled with the cooling medium and easily and quickly a possible leakage can be detected.
  • the leak test can also be performed before attaching the first battery module to the first area and the fixing of the second battery module to the second area.
  • the battery modules are not damaged.
  • individual separate cold plates are individually assembled into a cooler.
  • a cooling element which has no structural separation but folding areas between the individual area regions (cooling plates).
  • the folding areas are bendable, so that the flat areas can be folded to form a cooler. Between the areal areas there are no joints to be sealed.
  • the cost of an energy storage system ⁇ be reduced because fewer parts are needed.
  • a pressure test of the cooling channel can be performed before folding, so that errors can be detected early on. Because of Redu ⁇ cation of parts of the installation space and weight of an energy storage system are also reduced.
  • the use of the cooling element described above leads to an improvement of the quality because fewer failures due to leaks are present.
  • the design or the design of the cooling element can be easily adapted to other application forms or applications, since in a simple manner, the cooling element can be formed with a variety of other areal areas.
  • the energy storage system according to the invention has a plurality of battery modules consisting of a plurality of battery cells.
  • the energy storage system has the above-described cooling element for the use of liquid cooling.
  • the areal areas of the cooling element can be folded, since between the planar areas (planar cooling surfaces) folding areas (so-called joints) are formed, which as
  • Target bending surfaces on the one hand and on the other hand at the same time for coolant forwarding between the individual planar surfaces (area) serve.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a cooling element according to the present invention in the unfolded state
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a cooling element with a multiplicity of areal areas and folded areas in the folded state according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of an energy storage system ⁇ according to an exemplary embodiment of the present invention, in which shows the cooling element corresponding to FIG. 2 is employed, Fig. 4 shows a schematic sectional view of the energy storage system of Fig. 3, and
  • FIG. 5 shows an enlarged view of a folding area according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cooling element 100 for cooling an energy storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the cooling element 100 has a first flat portion 101 for attachment of a first battery module 301 (see FIG. 3) of the energy storage device, a second planar portion 102 for attachment of a second battery module 402 (see FIG. 4) of the energy ⁇ storage device, and a folded portion 103 that connects the first area 101 and the second area 102.
  • the folding area 103 is bendable, so that the first area 101 and the second area 102 can be folded together.
  • a cooling passage 104 through which a cooling medium is feasible, is formed within the first area 101, the folding area 103 and the second area 102.
  • the cooling element 100 serves for cooling the energy storage device.
  • the cooling element 100 is shown in an unfolded initial state.
  • the cooling element 100 has a plate-shaped planar (planar) extension in an unfolded initial state.
  • the first area 101, the second area 102 and the folding area 103 thus, each have a length and a width, which are each greater by a multiple than their thicknesses.
  • the cooling channel 104 is formed. Through the cooling channel 104, a cooling medium can be passed to dissipate thermal energy, which arises in the battery cells.
  • the cooling channel 104 is located in a cavity within the cooling element 100, i. is formed between a first surface (e.g., a front surface) and an opposing second surface (e.g., a back surface) of the cooling member 100.
  • the cooling channel 104 can form a meander-shaped course along the areal areas 101, 102 in order to produce a good cooling capacity along the entire area of a corresponding areal area 101, 102.
  • the cooling element 100 is in particular formed integrally and in one piece. This means that there is no structural separation at least between the first areal area 101, the second areal area 102 and the folding area 103.
  • the cooling element 101 consists for example of an elastically deformable or bendable metal sheet.
  • the cooling member 100 (i.e., the first sheet portion 101, the second sheet portion 102, and the folding portion 103) is formed of a first base plate and a second base plate.
  • the first base plate is on the second
  • the cooling channel 104 is formed by means of a groove in at least the first or the second base plate.
  • the first base plate and the second base plate are made in ⁇ example of an elastically deformable metal sheet.
  • the first base plate and the second base plate each have the floor plans of the respective areal areas and the intermediate fold area.
  • the first base plate may be placed on the second base plate and are then secured together (eg, by gluing or welding Ver ⁇ ).
  • the cooling element 100 with the first base plate and the second base plate has the cooling channel along the areal areas 101, 102 and the folding areas 103 no fluid interface.
  • the folding area 103 of the cooling element 100 has a lower rigidity than the first area 101 and the second area 102.
  • the cooling channel 104 is in this case formed within the fold region 103 in such a way that even when the fold region 103 is bent there is a sufficiently large flow section of the cooling channel 104 or an interruption of the cooling channel 104 is avoided.
  • the first planar region 101 and the second planar region 102 each have a first width along an extension direction 105, the folding region 103 having a second width along the extension direction 105 which is smaller than the first width.
  • the cooling element 100 has a constriction or a reduced width in the folding area 103 in order to reduce the rigidity of the folding area 103.
  • the folding area 103 also has a recess 106 for reducing the rigidity.
  • the recess 106 is, as shown in Fig. 1, for example, a through hole.
  • the rigidity of the folding area 103 is less than the rigidity of the areal areas 101, 102.
  • the first area 101 has a fluid inlet 107 for feeding the cooling medium into the cooling channel 104.
  • the first area 101 has a fluid outlet 108 for discharging the cooling medium from the cooling channel 104.
  • the cooling channel 104 thus extends from the fluid inlet 107 in the first area 101 to the second area area 102 and is then returned again to the first area 101 in order to discharge the cooling medium via the fluid outlet 108.
  • the cooling channel 104 is formed, for example, running meander-shaped within the first area 101 and the second area 102.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a cooling element 100 with a multiplicity of areal areas 101, 102, 202 and folding areas 103, 203 in the folded state.
  • the cooling element 100 has at least one further areal region 202 for fastening a further battery module 401 (see FIG. 4) of the energy storage device.
  • the folding region 103 connects the first region 101 and the further region 202.
  • the cooling element 100 has a further folding region 203 which connects the further region 202 and the second region 102 or the further regions 202.
  • the cooling channel 104 is also formed in ⁇ nerrenz the other planar areas 202 and the other folding areas 203 running.
  • the cooling element 100 or its areal areas 101, 102, 202 can thus be folded like an accordion and form a compact design of the energy storage system.
  • the folding areas 103, 203 furthermore have an inhomogeneous surface structure (eg having notches or ribbed structure 201) to allow bending of the folding portion 103, 203 with a small constriction of the cooling channel 104.
  • an inhomogeneous surface structure eg having notches or ribbed structure 201
  • FIG. 3 shows an energy storage system 300 according to an exemplary embodiment of the present invention, in which the cooling element 100 according to FIG. 2 is used.
  • the energy storage system 300 stores energy and can deliver it as needed.
  • the energy storage system 300 can be used, for example, in a passenger car or other electrically powered systems.
  • the energy storage system 300 has for this purpose the energy storage device.
  • the energy storage device in turn has a plurality of battery modules 301.
  • Each battery module 301 has a plurality of battery cells.
  • the battery cells are, for example, lithium-ion battery cells.
  • the battery cells are electrically connected to each other.
  • the individual battery modules 301 which are composed of corresponding battery cells, are also electrically connected to one another.
  • the energy storage device for example, electrical connection elements 302.
  • the energy storage device further comprises an interface for coupling the Energyspei ⁇ chervorides to a consumer, such as to an electrical system of an electric car.
  • the first battery module 301 may be mounted on the first area 101 and the second battery module may be mounted on the second area 102.
  • the battery modules 301, 401 for example, adhered to the corresponding areal areas 101, 102, 202 (corresponds to a material connection), screwed or welded.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of the energy storage system from FIG. 3.
  • a first battery cell of the first battery module 301 can be fastened, for example, on a first surface (eg a front side) of the first area 101 and a second battery cell of the first battery module 301 can, for example a second surface (eg, a back side) of the first sheet portion 101 which faces the first surface.
  • the second battery module 402 can be attached to the second area 102 and another battery module 401 can be attached to another area 202.
  • the folding area 103 has a surface with an inhomogeneous surface structure, in particular with a rib structure 201.
  • the rib structure 201 is formed by forming a plurality of notches and / or depressions on a surface in the folding area 103, for example.
  • the rigidity of the folding area 103 is deliberately reduced.
  • the risk of cracking or wrinkling of the fold region 103 can thereby be reduced.
  • “encompassing” does not exclude other elements or steps, and "a” or “an” does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to one of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting. , _

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlelement (100) zum Kühlen einer Energiespeichervorrichtung. Das Kühlelement (100) weist einen ersten flächigen Bereich (101) zur Befestigung eines ersten Batteriemoduls (301) der Energiespeichervorrichtung, einen zweiten flächigen Bereich (102) zur Befestigung eines zweiten Batteriemoduls (402) der Energiespeichervorrichtung, und einen Faltbereich (103), welcher den ersten flächigen Bereich (101) und den zweiten flächigen Bereich (102) verbindet, auf. Der Faltbereich (103) ist verbiegbar ausgebildet, sodass der erste flächige Bereich (101) und der zweite flächige Bereich (102) zusammenfaltbar sind. Ein Kühlkanal (104), durch welchen ein Kühlmedium durchführbar ist, ist innerhalb des ersten flächigen Bereichs (101), des Faltbereichs (103) und des zweiten flächigen Bereichs (102) ausgebildet.

Description

Beschreibung
Gefalteter Flächenkühler für Energiespeichersysteme für elektroautomotive Applikationen
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlelement zum Kühlen einer Energiespeichervorrichtung und ein Energiespeichersystem zum Speichern von Energie. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichersystems zum Speichern von Energie.
Hintergrund der Erfindung
In Energiespeichersystemen für Kraftfahrzeuge sind hohe
Leistungs- und Energiedichten je nach Funktion (Hybrid- oder Elektrofahrzeug) auf geringem Bauraum notwendig. Diese An¬ forderungen werden zum Beispiel mit Lithiumionen-Zellen rea- lisiert, die allgemein als derzeit am geeignetsten und fle¬ xibelsten für den Einsatz in Energiespeichersystemen für Fahrzeuganwendungen gelten.
Dabei entsteht aufgrund von elektrischen Leistungsverlusten von Zellverbindungen zwischen Batteriezellen und Verlusten innerhalb der Batteriezellen thermische Energie, die abgeführt werden muss, um eine Überhitzung des Systems und eine damit verbundene beschleunigte Alterung des Systems bzw. ein Ausfall der Zellen zu vermeiden. Zur Erzielung einer hohen Lebensdauer bei maximaler Leistung ist es notwendig, mithilfe geeigneter Kühleinrichtungen die Temperatur des Energiespeichersystems innerhalb definierter Grenzen zu halten.
Entsprechend weisen Energiespeichersysteme ein sogenanntes Thermo-Management auf, welches je nach Leistungsanforderungen durch passive Kühlung oder durch aktive Kühlung mittels eines Kühlmediums, wie zum Beispiel Luft oder Wasser, realisiert wird. Ein Energiespeichersystem besteht beispielsweise aus einer großen Anzahl einzelner Batteriezellen. Bei den Batteriezellen können beispielsweise so genannte Pouch-Zellen zum Einsatz kommen. Pouch-Zellen sind Batteriezellen, bei denen der
Elektrodensatz in einer Aluminiumverbundfolie eingeschweißt wird. Ebenso ist auch eine Verwendung von prismatischen Zellen mit Metallgehäusen möglich.
Insbesondere muss bei einem wassergekühlten Energiespeicher- System auf die Dichtheit des Kühlsystems gegenüber den span¬ nungsführenden Teilen geachtet werden, da eindringendes
Kühlmedium Kurzschlüsse verursachen kann. Ferner kann durch eine hohe Feuchtigkeit verursacht durch eine Leckage des Kühlsystems die Isolation des Energiespeichersystems nach außen reduziert oder zerstört werden, so dass eine Spannungsfreiheit eines
Gehäuses des Energiespeichersystems nicht mehr garantiert werden kann .
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsystem zum Kühlen einer Energiespeichervorrichtung mit wenigen
Flüssigkeitsschnittstellen bereitzustellen, um das Risiko einer Leckage des Kühlsystems zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird mit einem Kühlelement zum Kühlen einer Energiespeichervorrichtung, mit einem Energiespeichersystem zum Speichern von Energie und mit einem Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichersystems zum Speichern von Energie gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kühlelement zum Kühlen einer Energiespeichervorrichtung beschrieben. Das Kühlelement weist einen ersten flächigen Bereich zur Befestigung eines ersten Batteriemoduls der Energiespei¬ chervorrichtung, einen zweiten flächigen Bereich zur Befestigung eines zweiten Batteriemoduls der Energiespeichervorrichtung und einen Faltbereich, welcher den ersten flächigen Bereich und den zweiten flächigen Bereich verbindet, auf. Der Faltbereich ist verbiegbar ausgebildet, sodass der erste flächige Bereich und der zweite flächige Bereich zusammenfaltbar sind. Das Kühlelement weist ferner einen Kühlkanal auf, durch welchen ein Kühlmedium durchführbar ist. Der Kühlkanal ist innerhalb des ersten flächigen Bereichs, des Faltbereichs und des zweiten flächigen Bereichs ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Energiespeichersystem zum Speichern von Energie beschrieben . Das Energiespeichersystem weist eine Energiespeichervorrichtung mit einem ersten Batteriemodul und einem zweiten Batteriemodul und ein oben beschriebenes Kühlelement zum Kühlen der Energie¬ speichervorrichtung auf. Das erste Batteriemodul ist an dem ersten flächigen Bereich befestigt und das zweite Batteriemodul ist an dem zweiten flächigen Bereich befestigt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichersystems zum Speichern von Energie beschrieben. Gemäß dem Verfahren wird eine Energiespeichervorrichtung mit einem ersten Batteriemodul und einem zweiten Batteriemodul bereitgestellt. Ferner wird ein Kühlelement mit einem ersten flächigen Bereich, einem zweiten flächigen Bereich und einem Faltbereich, welcher den ersten flächigen Bereich und den zweiten flächigen Bereich verbindet, bereitgestellt. Der Faltbereich ist verbiegbar ausgebildet. Ein Kühlkanal, durch welchen ein Kühlmedium durchführbar ist, wird innerhalb des ersten flächigen Bereichs, des Faltbereichs und des zweiten flächigen Bereichs ausgebildet. Das erste Batteriemodul wird an dem ersten flächigen Bereich befestigt. Das zweite
Batteriemodul wird an dem zweiten flächigen Bereich befestigt. Der erste flächige Bereich und der zweite flächige Bereich werden zueinander mittels Verbiegens des Faltbereichs gefaltet, bis eine gewünschte kompakte Endposition erreicht ist. In der Endposition befindet sich der erste flächige Bereich in einer ersten planaren Ebene und der zweite flächige Bereich in einer, von der ersten planaren Ebene beabstandeten zweiten planaren Ebene, wobei die erste planare Ebene und die zweite planare Ebene im Wesentlichen parallel sind.
Das Energiespeichersystem speichert Energie und kann diese bei Bedarf abgeben. Das Energiespeichersystem ist beispielsweise in einem Personenkraftfahrzeug oder anderen elektrisch betriebenen Systemen einsetzbar. Das Energiespeichersystem weist hierzu die Energiespeichervorrichtung auf. Die Energiespeichervorrichtung weist wiederum mehrere Batteriemodule auf. Jedes Batteriemodul weist eine Vielzahl von Batteriezellen auf. Die Batteriezellen sind beispielsweise Lithiumionen-Batteriezellen. Die Batteriezellen sind miteinander elektrisch verbunden. Ferner sind ebenfalls die einzelnen Batteriemodule, welche aus entspre¬ chenden Batteriezellen zusammengestellt sind, miteinander elektrisch verbunden.
Die Energiespeichervorrichtung weist entsprechend eine
Schnittstelle zum Koppeln der Energiespeichervorrichtung an einen Verbraucher, wie beispielsweise an ein elektrisches System eines Elektroautos, auf.
Das Kühlelement dient zum Kühlen der Energiespeichervorrichtung. Das Kühlelement weist in einem ungefalteten Ausgangszustand eine plattenförmige flächige (planare) Ausdehnung auf . Dies bedeutet, dass sich der erste flächige Bereich, der zweite flächige Bereich und der Faltbereich des Kühlelements innerhalb einer gemeinsamen planaren Ebene befinden. Der erste flächige Bereich, der zweite flächige Bereich sowie der Faltbereich weisen somit jeweils eine Länge und eine Breite auf, welche jeweils um ein Vielfaches größer als deren Dicken sind. Als flächiger Bereich ist ein Abschnitt des Kühlelements zu verstehen, welcher eine geringe Dicke im Vergleich zu seiner Länge und Breite aufweist. Das Kühlelement kann beispielsweise eine blechartige Ausdehnung aufweisen und z.B. eine Dicke von weniger als 10 mm insbesondere weniger als 5 mm (Millimeter) aufweisen.
Das erste Batteriemodul kann auf dem ersten flächigen Bereich befestigt werden und das zweite Batteriemodul kann auf dem zweiten flächigen Bereich befestigt werden. Die Batteriemodule können beispielsweise auf den entsprechenden flächigen Bereichen angeklebt (entspricht einer stofflichen Verbindung) , verschraubt oder verschweißt werden. Zwischen den entsprechenden flächigen Bereichen und den entsprechenden Batteriemodulen bzw. deren Batteriezellen kann beispielsweise eine wärmeleitende Klebefolie eingefügt werden, um das entsprechende Batteriemodul an den entsprechenden flächigen Bereich einerseits zu befestigen und andererseits eine gute Wärmeleitung zu gewährleisten.
Eine erste Batteriezelle des ersten Batteriemoduls kann bei¬ spielsweise auf einer ersten Oberfläche (z.B. eine Vorderseite) des ersten flächigen Bereichs befestigt werden und eine zweite Batteriezellen des ersten Batteriemoduls kann beispielsweise auf einer zweiten Oberfläche (z.B. einer Rückseite) des ersten flächigen Bereichs, welche der ersten Oberfläche gegenüber liegt, befestigt werden. Entsprechend können das zweite Bat¬ teriemodul an dem zweiten flächigen Bereich und ein weiteres Batteriemodul an einem weiteren flächigen Bereich befestigt werden.
Innerhalb des ersten flächigen Bereichs, des Faltbereichs und des zweiten flächigen Bereichs ist der Kühlkanal ausgebildet. Durch den Kühlkanal kann ein Kühlmedium geleitet werden, um thermische Energie, welche in den Batteriezellen entsteht, abzuführen. Der Kühlkanal wird beispielsweise in einem Hohlraum innerhalb des Kühlelements, d.h. zwischen einer ersten Oberfläche (z.B. einer Vorderseite) und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (z.B. einer Rückseite) des Kühlelements gebildet. Der Kühlkanal kann entlang der flächigen Bereiche einen mäanderförmigen
Verlauf ausbilden, um eine gute Kühlleistung entlang der gesamten Fläche eines entsprechenden flächigen Bereichs herzustellen.
Das Kühlelement ist insbesondere integral und einstückig ausgebildet. Dies bedeutet im Folgenden, dass zumindest zwischen dem ersten flächigen Bereich, dem zweiten flächigen Bereich und dem Faltbereich keine strukturelle Trennung vorliegt. Das Kühlelement besteht beispielsweise aus einem elastisch ver¬ formbaren bzw. biegbaren Metallblech.
Der Faltbereich des Kühlelements weist beispielsweise eine geringere Steifigkeit als der erste flächige Bereich und der zweite flächige Bereich auf. Somit kann der erste flächige Bereich und der zweite flächige Bereich zusammengefaltet werden, indem der Faltbereich verbogen wird. Der Kühlkanal ist dabei innerhalb des Faltbereichs derart ausgebildet, dass selbst bei Verbiegung des Faltbereichs ein ausreichend großer Strö¬ mungsabschnitt des Kühlkanals vorliegt bzw. dass eine Unter¬ brechung des Kühlkanals vermieden wird. Dies kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, indem der Kühlkanal mit einem ausreichend großen Strömungsquerschnitt in dem Faltbereich im nicht zusammengefaltetem Zustand ausgebildet wird, so dass nach Faltung des ersten flächigen Bereichs und des zweiten flächigen Bereichs zueinander und nach einer entsprechenden Verbiegung des Faltbereichs der Strömungsquerschnitt im Faltbereich reduziert wird, jedoch eine gewünschte Mindestgröße des Strömungsquer- Schnitts sichergestellt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann, wie weiter unten beschrieben, der Faltbereich an zumindest einer Oberfläche eine inhomogene Oberflächenstruktur (z.B. aufweisend Kerben oder Rippen) aufweisen, um eine Verbiegung des Faltbereichs ohne Einschnürung des Kühlkanals zu ermöglichen.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Kühlelements für eine Energiespeichervorrichtung kann ein kompaktes Energiespei- chersystem bereitgestellt werden, wobei das Kühlelement le¬ diglich eine Schnittstelle für das Zuführen eines Kühlmediums (Fluideingang) und eine Schnittstelle für das Abführen eines Kühlmediums (Fluidausgang) aufweist. Eine Vielzahl von flächigen Elementen des Kühlelements können parallel zueinander gestapelt werden, wobei ein gemeinsamer Kühlkanal über die die flächigen Bereiche verbindenden Faltbereiche verläuft. Schnittstellen (bzw. Fluidkopplungen) zwischen den flächigen Bereichen sind unnötig, da die flächigen Bereiche einschließlich deren Faltbereich integralen und einstückig ausgebildet sind, so dass im Übergang zwischen den flächigen Bereichen keine Unterbrechung des Kühlkanals vorliegt. Somit gibt es keine Flüssigkeitsschnittstellen innerhalb des Energiespeichersystems, wodurch das Risiko von unkontrollierten austreten eines Kühlmediums stark vermindert wird und die Teileanzahl des Energiespeichersystems stark reduziert wird. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der erste flächige Bereich und der zweite flächige Bereich entlang einer Erstreckungsrichtung jeweils eine erste Breite auf, wobei der Faltbereich entlang der Erstreckungsrichtung eine zweite Breite aufweist, welche kleiner als die erste Breite ist. Mit anderen Worten weist das Kühlelement in dem Faltbereich eine Einschnürung bzw. eine verminderte Breite auf, um die Steifigkeit des Faltbereichs zu reduzieren. Somit ist die Steifigkeit des Faltbereichs geringer als die Steifigkeit der flächigen Be¬ reiche. Somit wird bei Faltung des ersten flächigen Bereichs zu dem zweiten flächigen Bereich sichergestellt, dass ausschließlich der Faltbereich verbogen wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist eine erste Materialdicke des ersten flächigen Bereichs und des zweiten flächigen Bereichs größer ist als eine zweite Materialdicke des Faltbereichs. Mit anderen Worten kann die Wandstärke (erste Materialdicke) des Kühlelements, welches beispielsweise aus Metallblech ausgebildet ist, in den flächigen Bereichen größer sein als die Wandstärke (zweite Materialdicke) des Faltbereichs. Somit ist die Steifigkeit des Faltbereichs geringer als die
Steifigkeit der flächigen Bereiche. Somit wird bei Faltung des ersten flächigen Bereichs zu dem zweiten flächigen Bereich sichergestellt, dass ausschließlich der Faltbereich verbogen wird .
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Faltbereich eine Aussparung zur Reduzierung der Steifigkeit auf. Die Aussparung kann beispielsweise eine Durchgangsbohrung, ein Langloch, eine Einschnürung oder eine Perforierung, welche eine Vielzahl von Durchgangslöchern aufweist, darstellen. Somit ist die Steifigkeit des Faltbereichs geringer als die Steifigkeit der flächigen Bereiche.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Faltbereich eine Oberfläche mit einer inhomogenen Oberflächenstruktur, insbesondere mit einer Rippenstruktur oder mit einer Riffelung, auf. Die Rippenstruktur ist beispielsweise durch Ausbildung einer Vielzahl von Kerben und/oder Vertiefungen an einer Oberfläche in dem Faltbereich ausgebildet. Dadurch wird die Steifigkeit des Faltbereichs reduziert. Während des Faltens bzw. Verbiegens des Faltbereichs kann dadurch das Risiko einer Rissbildung oder eine Faltenbildung auf einer Oberfläche des Faltbereichs reduziert werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind der erste flächige Bereich, der zweite flächige Bereich und der Faltbereich aus einer ersten Grundplatte und einer zweiten Grundplatte ausgebildet. Die erste Grundplatte ist auf der zweiten Grundplatte befestigt. Der Kühlkanal ist mittels einer Rinne in zumindest der ersten oder der zweiten Grundplatte ausgebildet. Die erste Grundplatte und die zweite Grundplatte sind beispielsweise aus einem elastisch verformbaren Metallblech hergestellt. Die erste Grundplatte und die zweite Grundplatte weisen jeweils die Grundrisse der entsprechenden flächigen Bereiche und der dazwischenliegenden Faltbereich auf. Die erste Grundplatte kann auf die zweite Grundplatte aufgelegt werden und anschließend miteinander befestigt werden (z.B. mittels Ver- klebens oder Verschweißens ) . In der ersten Grundplatte und/oder in der zweiten Grundplatte ist eine Rille (Nut) ausgebildet (z.B. gefräst), welche dem Verlauf des Kühlkanals entspricht. Ferner kann die erste Grundplatte und die zweite Grundplatte aus einem tiefgezogenen und entsprechend strukturierten Metallblech hergestellt werden. Der Verlauf der Rille wird dann innerhalb des Tiefziehprozesses der entsprechenden Grundplatten vorgegeben. „
Die Rille verläuft entsprechend entlang der flächigen Bereiche und zusätzlich entlang der Faltbereiche. Weist beispielsweise der erste flächige Bereich und der zweite flächige Bereich eine entsprechende Rille auf, so sind diese Rillen derart ausgebildet, dass nach Zusammenfügen der ersten Grundplatte und der zweiten Grundplatte die entsprechenden Rillen in den entsprechenden Grundplatten deckungsgleich sind und somit gemeinsam den Kühlkanal ausbilden. Trotz Ausbildung des Kühlelements mit der ersten Grundplatte und der zweiten Grundplatte weist der Kühlkanal entlang der flächigen Bereiche und der Faltbereiche keine Fluidschnittstelle auf.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die erste Grundplatte mit der zweiten Grundplatte verschweißt, z.B. mittels Laserschweißens. Mittels Schweißens kann eine hohe Dichtigkeit zwischen der ersten Grundplatte und der zweiten Grundplatte sichergestellt werden, so dass kein Fluidaustritt aus dem Kühlkanal zwischen der ersten Grundplatte und der zweiten Grundplatte entsteht.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der erste flächige Bereich einen Fluideingang zum Zuführen des Kühlmediums in den Kühlkanal auf. Der zweite flächige Bereich weist einen Fluidausgang zum Abführen des Kühlmediums aus dem Kühlkanal auf. Der Kühlkanal verläuft somit von dem ersten flächigen Bereich, über optionale weitere flächige Bereiche, zu dem zweiten flächigen Bereich. Ein Kühlmedium wird somit von dem ersten flächigen Bereich, über die weiteren flächigen Bereiche zu dem zweiten flächigen Bereich geführt und an dem Fluidausgang abgeführt .
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der erste flächige Bereich einen Fluideingang zum Zuführen des Kühlmediums in den Kühlkanal auf. Zusätzlich weist der erste flächige Bereich einen Fluidausgang zum Abführen des Kühlmediums aus dem Kühlkanal auf. Der Kühlkanal verläuft somit von den Fluideingang im ersten flächigen Bereich über die weiteren flächigen Bereiche zu dem zweiten Flächenbereich und wird anschließend erneut über die flächigen Bereiche zu dem ersten flächigen Bereich zurückgeführt, um das Kühlmedium über den Fluidausgang abzugeben. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Kühlkanal zumindest innerhalb des ersten flächigen Bereichs und/oder des zweiten flächigen Bereichs mäanderförmig verlaufend ausgebildet . Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Kühlelement einen weiteren flächigen Bereich zur Befestigung eines weiteren Batteriemoduls der Energiespeichervorrichtung auf, wobei der Faltbereich den ersten Bereich und den weiteren Bereich verbindet. Ferner weist das Kühlelement einen weiteren Faltbereich, welcher den weiteren Bereich und den zweiten Bereich verbindet, auf, wobei der weitere Faltbereich verbiegbar ausgebildet ist, so dass der erste flächige Bereich, der weitere flächige Bereich und der zweite flächige Bereich zusammenfaltbar sind. Der Kühlkanal ist zudem innerhalb des weiteren Bereichs und des weiteren Faltbereichs verlaufend ausgebildet ist.
Mit dem oben ausgeführten Ausführungsbeispiel soll verdeutlicht werden, dass zwischen dem ersten flächigen Bereich und dem zweiten flächigen Bereich eine Vielzahl von weiteren flächigen Bereichen zur Anbringung einer Vielzahl weiterer Batteriemodule ausgebildet werden kann. Zwischen den entsprechenden flächigen Bereichen sind die entsprechenden Faltbereiche angeordnet. Das Kühlelement bzw. dessen flächigen Bereiche können somit ziehharmonikaartig zusammengefaltet werden und eine kompakte Ausbildung des Energiespeichersystems formen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Schritt des Zusammenfaltens eine Dich¬ tigkeitsprüfung des Kühlkanals durchgeführt. Die Durchführung der Dichtigkeitsprüfung des Kühlkanals vor dem Zusammenfalten wird durch die oben beschriebene erfindungsgemäße Ausbildung des Kühlelements ermöglicht. Vor dem Zusammenfalten liegen der erste flächige Bereich, der zweite flächige Bereich und der Faltbereich z.B. in einer planaren Ebene vor. Somit kann in einfacher Art und Weise der Kühlkanal mit dem Kühlmedium befüllt werden und einfach und schnell eine mögliche Leckage festgestellt werden. Ins¬ besondere kann die Dichtigkeitsprüfung zudem vor dem Befestigen des ersten Batteriemoduls an dem ersten flächigen Bereich und dem Befestigen des zweiten Batteriemoduls an dem zweiten flächigen Bereich durchgeführt werden. Somit werden im Fall einer Leckage die Batteriemodule nicht beschädigt. In konventionellen Ansätzen werden einzelne separate Kühlplatten einzelnen zu einem Kühler zusammengefügt. Zwischen den Kühlplatten bestehen viele Verbindungsstellen, die aufwändig abgedichtet werden müssen. Mit dem erfindungsgemäßen Ansatz wird ein Kühlelement bereitgestellt, welches zwischen den einzelnen flächigen Bereichen (Kühlplatten) keine strukturelle Trennung sondern Faltbereiche aufweist. Die Faltbereiche sind verbiegbar, so dass die flächigen Bereiche gefaltet werden können, um einen Kühler auszubilden. Zwischen den flächigen Bereichen sind keine abzudichten Verbindungsstellen vorliegend.
Dies führt dazu, dass einerseits die Kosten eines Energie¬ speichersystems reduziert werden, da weniger Teile notwendig sind. Ferner kann, wie oben beschrieben, ein Drucktest des Kühlkanals vor dem Falten durchgeführt werden, so dass bereits frühzeitig Fehler erkannt werden können. Aufgrund der Redu¬ zierung der Teile werden ebenfalls der Bauraum und das Gewicht eines Energiespeichersystems reduziert. Auch während des Be¬ triebs führt der Einsatz des oben beschriebenen Kühlerelements zu einer Verbesserung der Qualität, da weniger Ausfälle aufgrund von Undichtigkeiten vorliegen. Ferner kann das Design bzw. die Ausbildung des Kühlelements einfach an andere Anwendungs formen bzw. Applikationen angepasst werden, da in einfacher Art und Weise das Kühlelement mit einer Vielzahl weiterer flächiger Bereiche ausgebildet werden kann.
Das erfindungsgemäße Energiespeichersystem weist eine Vielzahl von Batteriemodulen bestehend aus mehreren Batteriezellen auf. Das Energiespeichersystem weist das oben beschriebene Kühl- element zum Einsatz einer Flüssigkühlung auf. Die flächigen Bereiche des Kühlelements können gefaltet werden, da zwischen den flächigen Bereichen (planare Kühlflächen) Faltbereiche (sozusagen Gelenke) ausgebildet werden, welche als
Soll-Biegeflächen einerseits und andererseits gleichzeitig zur Kühlmittelweiterleitung zwischen den einzelnen planaren Flächen (flächigen Bereichen) dienen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Aus- führungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlele- ments gemäß der vorliegenden Erfindung in nicht gefalteten Zustand,
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlelements mit einer Vielzahl von flächigen Bereichen und Faltbereichen in gefalteten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Energie¬ speichersystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei welchem das Kühlelement entsprechenden Fig. 2 eingesetzt wird, Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Energiespeichersystems aus Fig. 3, und
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Faltbereichs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen Gleiche oder ähnliche Komponenten sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
Fig. 1 zeigt ein Kühlelement 100 zum Kühlen einer Energie- Speichervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kühlelement 100 weist einen ersten flächigen Bereich 101 zur Befestigung eines ersten Batteriemoduls 301 (siehe Fig. 3) der Energiespeichervorrichtung, einen zweiten flächigen Bereich 102 zur Befestigung eines zweiten Batteriemoduls 402 (siehe Fig. 4) der Energie¬ speichervorrichtung, und einen Faltbereich 103, welcher den ersten flächigen Bereich 101 und den zweiten flächigen Bereich 102 verbindet, auf. Der Faltbereich 103 ist verbiegbar ausgebildet, sodass der erste flächige Bereich 101 und der zweite flächige Bereich 102 zusammenfaltbar sind. Ein Kühlkanal 104, durch welchen ein Kühlmedium durchführbar ist, ist innerhalb des ersten flächigen Bereichs 101, des Faltbereichs 103 und des zweiten flächigen Bereichs 102 ausgebildet. Das Kühlelement 100 dient zum Kühlen der Energiespeichervorrichtung. In Fig. 1 ist das Kühlelement 100 in einem ungefalteten Ausgangszustand dargestellt. Das Kühlelement 100 weist in einem ungefalteten Ausgangszustand eine plattenförmige flächige (planare) Ausdehnung auf. Dies bedeutet, dass sich der erste flächige Bereich 101, der zweite flächige Bereich 102 und der Faltbereich 103 des Kühlelements z.B. innerhalb einer ge¬ meinsamen planaren Ebene befinden. Der erste flächige Bereich 101, der zweite flächige Bereich 102 sowie der Faltbereich 103 weisen somit jeweils eine Länge und eine Breite auf, welche jeweils um ein Vielfaches größer als deren Dicken sind.
Innerhalb des ersten flächigen Bereichs 101, des Faltbereichs 103 und des zweiten flächigen Bereichs 102 ist der Kühlkanal 104 ausgebildet. Durch den Kühlkanal 104 kann ein Kühlmedium geleitet werden, um thermische Energie, welche in den Batteriezellen entsteht, abzuführen. Der Kühlkanal 104 wird beispielsweise in einem Hohlraum innerhalb des Kühlelements 100, d.h. zwischen einer ersten Oberfläche (z.B. einer Vorderseite) und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (z.B. einer Rückseite) des Kühlelements 100 gebildet. Der Kühlkanal 104 kann entlang der flächigen Bereiche 101, 102 einen mäanderförmigen Verlauf ausbilden, um eine gute Kühlleistung entlang der gesamten Fläche eines entsprechenden flächigen Bereichs 101, 102 herzustellen.
Das Kühlelement 100 ist insbesondere integral und einstückig ausgebildet. Dies bedeutet, dass zumindest zwischen dem ersten flächigen Bereich 101, dem zweiten flächigen Bereich 102 und dem Faltbereich 103 keine strukturelle Trennung vorliegt. Das Kühlelement 101 besteht beispielsweise aus einem elastisch verformbaren bzw. biegbaren Metallblech.
Beispielsweise ist das Kühlelement 100 (d.h. der erste flächige Bereich 101, der zweite flächige Bereich 102 und der Faltbereich 103) aus einer ersten Grundplatte und einer zweiten Grundplatte ausgebildet. Die erste Grundplatte ist auf der zweiten
Grundplatte befestigt. Der Kühlkanal 104 ist mittels einer Rinne in zumindest der ersten oder der zweiten Grundplatte ausgebildet. Die erste Grundplatte und die zweite Grundplatte sind bei¬ spielsweise aus einem elastisch verformbaren Metallblech hergestellt. Die erste Grundplatte und die zweite Grundplatte weisen jeweils die Grundrisse der entsprechenden flächigen Bereiche und der dazwischenliegenden Faltbereich auf. Die erste Grundplatte kann auf die zweite Grundplatte aufgelegt werden und anschließend miteinander befestigt werden (z.B. mittels Ver¬ klebens oder Verschweißens ) . Trotz Ausbildung des Kühlelements 100 mit der ersten Grundplatte und der zweiten Grundplatte weist der Kühlkanal entlang der flächigen Bereiche 101, 102 und der Faltbereiche 103 keine Fluidschnittstelle auf.
Der Faltbereich 103 des Kühlelements 100 weist beispielsweise eine geringere Steifigkeit als der erste flächige Bereich 101 und der zweite flächige Bereich 102 auf. Somit kann der erste flächige Bereich 101 und der zweite flächige Bereich 102 zusammengefaltet werden, indem der Faltbereich 103 verbogen wird. Der Kühlkanal 104 ist dabei innerhalb des Faltbereichs 103 derart ausgebildet, dass selbst bei Verbiegung des Faltbereichs 103 ein ausreichend großer Strömungsabschnitt des Kühlkanals 104 vorliegt bzw. dass eine Unterbrechung des Kühlkanals 104 vermieden wird. Dies kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, indem der Kühlkanal 104 mit einem ausreichend großen Strömungsquerschnitt in dem Faltbereich 103 im nicht zusammengefaltetem Zustand ausgebildet wird, so dass nach Faltung des ersten flächigen Bereichs 101 und des zweiten flächigen Bereichs 102 zueinander und nach einer entsprechenden Verbiegung des Faltbereichs 103 der Strömungsquerschnitt im Faltbereich 103 reduziert wird, jedoch eine gewünschte Mindestgröße des Strömungsquerschnitts sicherge¬ stellt wird.
Der erste flächige Bereich 101 und der zweite flächige Bereich 102 weisen entlang einer Erstreckungsrichtung 105 jeweils eine erste Breite auf, wobei der Faltbereich 103 entlang der Erstreckungsrichtung 105 eine zweite Breite aufweist, welche kleiner als die erste Breite ist. Mit anderen Worten weist das Kühlelement 100 in dem Faltbereich 103 eine Einschnürung bzw. eine verminderte Breite auf, um die Steifigkeit des Faltbereichs 103 zu reduzieren.
Der Faltbereich 103 weist ferner eine Aussparung 106 zur Reduzierung der Steifigkeit auf. Die Aussparung 106 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, beispielsweise eine Durchgangsbohrung. Somit ist die Steifigkeit des Faltbereichs 103 geringer als die Steifigkeit der flächigen Bereiche 101, 102. In der beispielhaften Ausführungsform in Fig. 1 weist der erste flächige Bereich 101 einen Fluideingang 107 zum Zuführen des Kühlmediums in den Kühlkanal 104 auf. Zusätzlich weist der erste flächige Bereich 101 einen Fluidausgang 108 zum Abführen des Kühlmediums aus dem Kühlkanal 104 auf. Der Kühlkanal 104 verläuft somit von dem Fluideingang 107 im ersten flächigen Bereich 101 zu dem zweiten Flächenbereich 102 und wird anschließend erneut zu dem ersten flächigen Bereich 101 zurückgeführt, um das Kühlmedium über den Fluidausgang 108 abzugeben. Der Kühlkanal 104 ist z.B. innerhalb des ersten flächigen Bereichs 101 und des zweiten flächigen Bereichs 102 mäanderförmig verlaufend ausgebildet .
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlelements 100 mit einer Vielzahl von flächigen Bereichen 101, 102, 202 und Faltbereichen 103, 203 in gefalteten Zustand. Das Kühlelement 100 weist zumindest einen weiteren flächigen Bereich 202 zur Befestigung eines weiteren Batteriemoduls 401 (siehe Fig. 4) der Energiespeichervorrichtung auf. Der Faltbereich 103 verbindet den ersten Bereich 101 und den weiteren Bereich 202. Ferner weist das Kühlelement 100 einen weiteren Faltbereich 203, welcher den weiteren Bereich 202 und den zweiten Bereich 102 bzw. die weiteren Bereiche 202 verbindet, auf. Der Kühlkanal 104 ist zudem in¬ nerhalb der weiteren flächigen Bereiche 202 und der weiteren Faltbereiche 203 verlaufend ausgebildet. Zwischen dem ersten flächigen Bereich 101 und dem zweiten flächigen Bereich 102 kann somit eine Vielzahl von weiteren flächigen Bereichen 202 zur Anbringung einer Vielzahl weiterer Batteriemodule 401 ausgebildet werden. Zwischen den entsprechenden flächigen Bereichen 101, 102, 202 sind die entsprechenden Faltbereiche 103, 203 angeordnet. Das Kühlelement 100 bzw. dessen flächigen Bereichen 101, 102, 202 können somit ziehharmonikaartig zusammengefaltet werden und eine kompakte Ausbildung des Energiespeichersystems formen .
In Fig. 2 weisen die Faltbereiche 103, 203 ferner eine inhomogene Oberflächenstruktur (z.B. aufweisend Kerben oder Rippenstruktur 201) auf, um eine Verbiegung des Faltbereichs 103, 203 mit einer geringen Einschnürung des Kühlkanals 104 zu ermöglichen.
Fig. 3 zeigt ein Energiespeichersystem 300 gemäß einer bei- spielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welchem das Kühlelement 100 entsprechenden Fig. 2 eingesetzt wird. Das Energiespeichersystem 300 speichert Energie und kann diese bei Bedarf abgeben. Das Energiespeichersystem 300 ist beispielsweise in einem Personenkraftfahrzeug oder anderen elektrisch betriebenen Systemen einsetzbar. Das Energiespeichersystem 300 weist hierzu die Energiespeichervorrichtung auf. Die Energiespeichervorrichtung weist wiederum mehrere Batteriemodule 301 auf. Jedes Batteriemodul 301 weist eine Vielzahl von Batteriezellen auf. Die Batteriezellen sind beispielsweise Lithiumionen-Batteriezellen. Die Batteriezellen sind miteinander elektrisch verbunden. Ferner sind ebenfalls die einzelnen Batteriemodule 301, welche aus entsprechenden Batteriezellen zusammengestellt sind, miteinander elektrisch verbunden . Hierzu weist die Energiespeichervorrichtung beispielsweise elektrische Verbindungselemente 302 auf. Die Energiespeichervorrichtung weist ferner eine Schnittstelle zum Koppeln der Energiespei¬ chervorrichtung an einen Verbraucher, wie beispielsweise an ein elektrisches System eines Elektroautos. Das erste Batteriemodul 301 kann auf dem ersten flächigen Bereich 101 befestigt werden und das zweite Batteriemodul kann auf dem zweiten flächigen Bereich 102 befestigt werden. Die Batteriemodule 301, 401 können beispielsweise auf den entsprechenden flächigen Bereichen 101, 102, 202 angeklebt (entspricht einer stofflichen Verbindung), verschraubt oder verschweißt werden. Zwischen den entsprechenden flächigen Bereichen 101 , 102, 202 und den entsprechenden Batteriemodulen 301, 401 bzw. deren Batteriezelle kann beispielsweise eine wärmeleitende Klebefolie eingefügt werden, um das entsprechende Batteriemodul 301, 401 an den entsprechenden flächigen Bereich 101, 102, 202 einerseits zu befestigen und andererseits eine gute Wärmeleitung zu ge¬ währleisten . Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Energiespeichersystems aus Fig. 3. Eine erste Batteriezelle des ersten Batteriemoduls 301 kann beispielsweise auf einer ersten Oberfläche (z.B. eine Vorderseite) des ersten flächigen Bereichs 101 befestigt werden und eine zweite Batteriezellen des ersten Batteriemoduls 301 kann beispielsweise auf einer zweiten Oberfläche (z.B. einer Rückseite) des ersten flächigen Bereichs 101, welche der ersten Oberfläche gegenüber liegt, befestigt werden. Entsprechend können das zweite Batteriemodul 402 an dem zweiten flächigen Bereich 102 und ein weiteres Batteriemodul 401 an einem weiteren flächigen Bereich 202 befestigt werden.
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Faltbereichs 103 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Faltbereich 103 weist eine Oberfläche mit einer inhomogenen Oberflächenstruktur, insbesondere mit einer Rippenstruktur 201, auf. Die Rippenstruktur 201 ist beispielsweise durch Ausbildung einer Vielzahl von Kerben und/oder Vertiefungen an einer Oberfläche in dem Faltbereich 103 ausgebildet. Dadurch wird die Steifigkeit des Faltbereichs 103 gezielt reduziert. Während des Faltens bzw. Verbiegens des Faltbereichs 103 kann dadurch das Risiko einer Rissbildung oder eine Faltenbildung des Faltbereichs 103 reduziert werden. Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. , _
Bezugs zeichenliste :
100 Kühlelement
101 erster flächiger Bereich
102 zweiter flächiger Bereich
103 Faltbereich
104 Kühlkanal
105 Erstreckungsrichtung
106 Aussparung
107 Fluideingang
108 Fluidausgang
201 Rippenstruktur
202 weiterer flächiger Bereich
203 weiterer Faltbereich
300 Energiespeichersystem
301 erstes Batteriemodul
302 leitendes Verbindungselement
401 weiteres Batteriemodul
402 zweites Batteriemodul
501 Luftspalt

Claims

Patentansprüche
1. Kühlelement (100) zum Kühlen einer Energiespeichervorrichtung, das Kühlelement aufweisend
einen ersten flächigen Bereich (101) zur Befestigung eines ersten Batteriemoduls (301) der Energiespeichervorrichtung, einen zweiten flächigen Bereich (102) zur Befestigung eines zweiten Batteriemoduls (402) der Energiespeichervorrichtung, einen Faltbereich (103), welcher den ersten flächigen Bereich (101) und den zweiten flächigen Bereich (102) verbindet, wobei der Faltbereich (103) verbiegbar ausgebildet ist, sodass der erste flächige Bereich (101) und der zweite flächige Bereich (102) zusammenfaltbar sind, und
einen Kühlkanal (104), durch welchen ein Kühlmedium durchführbar ist,
wobei der Kühlkanal (104) innerhalb des ersten flächigen Bereichs
(101) , des Faltbereichs (103) und des zweiten flächigen Bereichs
(102) ausgebildet ist.
2. Kühlelement (100) gemäß Anspruch 1,
wobei der erste flächige Bereich (101) und der zweite flächige Bereich (102) entlang einer Erstreckungsrichtung (105) jeweils eine erste Breite aufweisen,
wobei der Faltbereich (102) entlang der Erstreckungsrichtung (105) eine zweite Breite aufweist, welche kleiner als die erste Breite ist.
3. Kühlelement (100) gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei eine erste Materialdicke des ersten flächigen Bereichs (101) und des zweiten flächigen Bereichs (102) größer ist als eine zweite Materialdicke des Faltbereichs (103).
4. Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Faltbereich (103) eine Aussparung (106) zur Reduzierung der Steifigkeit aufweist.
5. Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Faltbereich (103) eine Oberfläche mit einer inhomogenen Oberflächenstruktur, insbesondere mit einer Rippenstruktur oder mit einer Riffeiung, aufweist.
6. Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste flächige Bereich (101), der zweite flächige Bereich (102) und der Faltbereich (103) aus einer ersten Grundplatte und einer zweiten Grundplatte ausgebildet sind, wobei die erste Grundplatte auf der zweiten Grundplatte befestigt ist, und
wobei der Kühlkanal (104) mittels einer Rinne in zumindest der ersten oder der zweiten Grundplatte ausgebildet ist.
7. Kühlelement (100) gemäß Anspruch 6, wobei die erste Grundplatte mit der zweiten Grundplatte verschweißt ist.
8. Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste flächige Bereich (101) einen Fluideingang (107) zum Zuführen des Kühlmediums in den Kühlkanal (104) aufweist, und wobei der zweite flächige Bereich (102) einen Fluidausgang (108) zum Abführen des Kühlmediums aus dem Kühlkanal (104) aufweist.
9. Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste flächige Bereich (101) einen Fluideingang (107) zum Zuführen des Kühlmediums in den Kühlkanal (104) aufweist, und wobei der erste flächige Bereich (101) einen Fluidausgang (108) zum Abführen des Kühlmediums aus dem Kühlkanal (104) aufweist.
10. Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Kühlkanal (104) zumindest innerhalb des ersten flächigen Bereichs (101) oder des zweiten flächigen Bereichs (102) mäanderförmig verlaufend ausgebildet ist.
11. Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche Ibis 10, ferner aufweisend
einen weiteren flächigen Bereich (202) zur Befestigung eines weiteren Batteriemoduls (401) der Energiespeichervorrichtung, wobei der Faltbereich (103) den ersten Bereich und den weiteren Bereich verbindet, und
einen weiteren Faltbereich (203) , welcher den weiteren Bereich (202) und den zweiten Bereich (102) verbindet, wobei der weitere Faltbereich (203) verbiegbar ausgebildet ist, so dass der erste flächige Bereich (101), der weitere flächige Bereich (202) und der zweite flächige Bereich (102) zusammenfaltbar sind, und
wobei der Kühlkanal (104) zudem innerhalb des weiteren Bereichs und des weiteren Faltbereichs (203) verlaufend ausgebildet ist.
12. Energiespeichersystem (300) zum Speichern von Energie, das Energiespeichersystem (300) aufweisend
eine Energiespeichervorrichtung mit einem ersten Batte- riemodul (301) und einem zweiten Batteriemodul (401), und
ein Kühlelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Kühlen der Energiespeichervorrichtung,
wobei das erste Batteriemodul (301) an dem ersten flächigen Bereich (101) befestigt ist, und
wobei das zweite Batteriemodul (402) an dem zweiten flächigen Bereich (102) befestigt ist.
13. Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichersystems (300) zum Speichern von Energie, das Verfahren aufweisend
Bereitstellen einer Energiespeichervorrichtung mit einem ersten Batteriemodul (301) und einem zweiten Batteriemodul (402) ,
Bereitstellen eines Kühlelements (100) mit einem ersten flächigen Bereich (101), einem zweiten flächigen Bereich (102) und einem Faltbereich (103), welcher den ersten flächigen Bereich (101) und den zweiten flächigen Bereich (102) verbindet, wobei der Faltbereich (103) verbiegbar ausgebildet ist, wobei ein Kühlkanal (104), durch welchen ein Kühlmedium durchführbar ist, innerhalb des ersten flächigen Bereichs (101) , des Faltbereichs (103) und des zweiten flächigen Bereichs (102) ausgebildet ist,
Befestigen des ersten Batteriemoduls (301) an dem ersten flächigen Bereich (101), Befestigen des zweiten Batteriemoduls (402) an dem zweiten flächigen Bereich (102), und
Zusammenfalten des ersten flächigen Bereichs (101) und des zweite flächige Bereichs (102) zueinander mittels Verbiegens des Faltbereichs (103).
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, ferner aufweisend
Durchführen einer Dichtigkeitsprüfung des Kühlkanals (104) vor dem Zusammenfalten.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017210343A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Robert Bosch Gmbh Flexible Kühlplatte für eine Batterie
CN115799710B (zh) * 2022-11-24 2024-08-09 厦门海辰储能科技股份有限公司 液冷板及储能装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1807899U (de) * 1959-06-09 1960-03-10 Siemens Elektrogeraete Gmbh Auslaufrohr fuer wasserleitungen.
US9595733B2 (en) * 2010-10-19 2017-03-14 GM Global Technology Operations LLC Battery modules and assemblies
DE102011018866A1 (de) * 2010-12-17 2012-06-21 Ads-Tec Gmbh Akkublock mit einer Trennvorrichtung

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