WO2016078867A1

WO2016078867A1 - Batteriekühleinrichtung mit batteriekühlplatte

Info

Publication number: WO2016078867A1
Application number: PCT/EP2015/074499
Authority: WO
Inventors: Daniel Hendrix; Stefan Hirsch; Thomas Kuznia
Original assignee: Mahle International Gmbh
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-05-26
Also published as: DE102014223682A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriekühlplatte (4), mit zwei Plattenkörpern, nämlich einer Kanalplatte (14) und einer Abdeckplatte (15), die entlang einer Kontaktebene (16) flächig aneinander anliegen und aneinander befestigt sind, wobei an der Kanalplatte (14) an einer der Abdeckplatte (15) zugewandten Innenseite (17) eine vertiefte Kanalstruktur (18) integral ausgeformt ist, die zum Führen eines Kühlmittels dient, und wobei die Abdeckplatte (15) an einer von der Kanalplatte (14) abgewandten Außenseite (19) eben ausgestaltet ist, mit einer der Kanalplatte (14) zugewandten Innenseite (20) die Kanalstruktur (18) abdeckt und in Kontaktzonen (21) an der Innenseite (17) der Kanalplatte (14) anliegt. Eine verbesserte Nutzbarkeit bei einfacher Herstellbarkeit ergibt sich, wenn wenigstens eine Befestigungsöffnung (8) vorgesehen ist, welche die Batteriekühlplatte (4) außerhalb der Kanalstruktur (18) senkrecht zur Kontaktebene (16) durchsetzt, wobei die jeweilige Befestigungsöffnung (8) durch eine in der Kanalplatte (14) ausgebildete Kanalplattenöffnung (23) und eine in der Abdeckplatte (15) ausgebildete Abdeckplattenöffnung (22) gebildet ist und wobei innerhalb der jeweiligen Befestigungsöffnung (8) die Kanalplattenöffnung (23) und die Abdeckplattenöffnung (22) verschiedene Öffnungsquerschnitte (24, 26) aufweisen.

Description

Batteriekühleinrichtung mit Batteriekühlplatte

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriekühlplatte sowie eine Batteriekühleinrichtung zum Kühlen einer elektrischen Batterie, die mit wenigstens einer derartigen Batteriekühlplatte ausgestattet ist. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Batteriekühlplatte.

Batteriekühlplatten kommen bevorzugt bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zum Einsatz, um die dort verwendeten Hochleistungsbatterien zu kühlen. Die Batteriekühlplatten sind bei ihrer Verwendung aktiv gekühlt und stehen vorzugsweise unmittelbar mit der zu kühlenden Batterie großflächig in Kontakt.

Aus der DE 10 2008 059 955 B4 ist eine gattungsgemäße Batteriekühlplatte bekannt. Sie weist zwei Plattenkörper auf, nämlich eine Kanalplatte und eine Ab- deckplatte, die entlang einer Kontaktebene flächig aneinander anliegen und aneinander befestigt sind. An der Kanalplatte ist an einer der Abdeckplatte zugewandten Innenseite eine vertiefte Kanalstruktur integral ausgeformt, die zum Führen eines Kühlmittels dient. Bei fehlender Abdeckplatte ist die Kanalstruktur an der Innenseite der Kanalplatte offen. Bei angebrachter Abdeckplatte ist die Kanalstruktur durch eine der Kanalplatte zugewandte Innenseite der Abdeckplatte abgedeckt. Dabei liegt die Abdeckplatte in Kontaktzonen an der Innenseite der Kanalplatte an. Die Abdeckplatte ist an einer von der Kanalplatte abgewandten Außenseite eben ausgestaltet, was eine großflächige Kontaktierung mit der zu kühlenden Batterie vereinfacht.

Bei einer Vielzahl von Anwendungen kann es erforderlich sein, die jeweilige Batteriekühlplatte zum Beispiel an einer Tragstruktur zu befestigen, beispielsweise um mit mehreren Batteriekühlplatten und mehreren plattenförmigen Batterien einen Batterie-Kühlplatten-Stapel zu bilden. Ebenso kann es erforderlich sein, un- mittelbar an einer solchen Batteriekühlplatte ein Anbauteil, bei dem es sich bevorzugt um eine Komponente einer Batteriekühleinrichtung handeln kann, zu befestigen. Beispielsweise kann ein Temperatursensor oder ein Ventil oder ein Steuergerät an der Batteriekühlplatte befestigt werden.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Batteriekühlplatte der eingangs genannten Art bzw. für eine damit ausgestattete Batteriekühleinrichtung bzw. für ein zugehöriges Herstellungsverfahren eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass eine Befestigung der Batteriekühlplatte an einer Tragstruktur und/oder eine Befestigung eines Anbauteils an der Batteriekühlplatte vereinfacht ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht grundsätzlich auf dem allgemeinen Gedanken, in der Batteriekühlplatte zumindest eine Befestigungsöffnung vorzusehen, die außerhalb der Kanalstruktur die Kühlplatte senkrecht zur Kontaktebene durchsetzt. Mit Hilfe einer derartigen Befestigungsöffnung lässt sich die Batteriekühlplatte besonders einfach an einer Tragstruktur festlegen. Ebenso lässt sich ein grundsätzlich beliebiges Anbauteil mit Hilfe einer derartigen Befestigungsöffnung einfach an der Batteriekühlplatte befestigen. Beispielsweise eignet sich die Befestigungsöffnung dazu, einen Schraubenschaft oder einen Gewindestift oder einen Bolzen hindurchzuführen, mit dessen Hilfe letztlich eine formschlüssige Befestigung, z.B. in Form einer Verschraubung, hergestellt werden kann.

Die jeweilige Befestigungsöffnung ist dabei durch eine in der Kanalplatte ausgebildete Kanalplattenöffnung und eine in der Abdeckplatte ausgebildete Abdeck- plattenoffnung gebildet, die senkrecht zur Kontaktebene zueinander fluchtend angeordnet sind.

Je nach Anwendungsfall ist für die Positionierung der jeweiligen Befestigungsöffnung an der Batteriekühlplatte eine vorgegebene Positionstoleranz einzuhalten. Des Weiteren kann es für bestimmte Befestigungsaufgaben erforderlich sein, dass ein vorzugsweise kreisförmiger Querschnitt der jeweiligen Befestigungsöffnung mit einer vorgegebenen Durchmessertoleranz hergestellt wird. Grundsätzlich ist es hierzu denkbar, die Befestigungsöffnung nach dem Zusammenbau der Platten körper zu erzeugen, also in der Batteriekühlplatte, wenn die Kanalplatte bereits fest mit der Abdeckplatte verbunden ist. Innerhalb der jeweiligen Befestigungsöffnung sind dann die Abdeckplattenöffnung und die Kanalplattenöffnung zwangsläufig gleich groß und halten außerdem die gewünschte Durchmessertoleranz ein. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das nachträgliche Anbringen einer derartigen Befestigungsöffnung in der zusammengebauten Batteriekühlplatte nachteilig ist. Insbesondere ist diese Vorgehensweise mit einem erhöhten Her- stellungsaufwand verbunden, da ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich ist. Bevorzugt ist daher eine Lösung, bei der für die jeweilige Befestigungsöffnung die zugehörige Abdeckplattenöffnung in der Abdeckplatte und die zugehörige Kanal- plattenöffnung in der Kanalplatte vor dem Zusammenbauen der Batteriekühlplatte erzeugt werden. Selbst wenn nun für die Erzeugung der Kanalplattenöffnungen und der Abdeckplattenöffnungen dieselben Positionstoleranzen und dieselben Durchmessertoleranzen verwendet werden, bilden diese nunmehr eine Toleranzkette, da der Zusammenbau der Abdeckplatte und der Kanalplatte zur Batteriekühlplatte erst nach dem Erzeugen dieser Öffnungen erfolgt. Aufgrund dieser Toleranzkette können sich die Positionstoleranzen und die Durchmessertoleranzen ungünstig addieren, so dass letztlich die jeweilige Befestigungsöffnung in ungünstigen Fällen nicht mehr die Toleranzvorgaben erfüllt. Insbesondere ist die Befestigungsöffnung in diesen Fällen regelmäßig zu eng bzw. zu klein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird somit vorgeschlagen, innerhalb der jeweiligen Befestigungsöffnung die Kanalplattenöffnung und die Abdeckplattenöffnung mit verschiedenen Öffnungsquerschnitten herzustellen. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, nur bei der jeweiligen Abdeckplattenöffnung oder nur bei der jeweiligen Kanalplattenöffnung den vorgegebenen Öffnungsquerschnitt mit der vorgegebenen Größentoleranz zu erzeugen, während die jeweilige andere Öffnung mit einem größeren Öffnungsquerschnitt hergestellt wird. Dabei lassen sich bei der Auslegung des größeren Querschnitts die möglichen Positionsabweichungen der zugehörigen plattenseiti- gen Öffnungen innerhalb der jeweiligen Befestigungsöffnung berücksichtigen, so dass im zusammengebauten Zustand der Batteriekühlplatte nur der engere Öffnungsquerschnitt von Abdeckplattenöffnung und Kanalplattenöffnung den Öffnungsquerschnitt der Befestigungsöffnung bestimmt. Somit kann durch diese Maßnahme der vorstehend beschriebene Nachteil der sich aufaddierenden Toleranzen beim nachträglichen Zusammenbau der Batteriekühlplatte eliminiert oder zumindest signifikant reduziert werden. Auf diese Weise ist es besonders einfach und somit preiswert möglich, die Kanalplattenöffnungen und die Abdeckplattenöffnungen bereits bei der Herstellung der Kanalplatten bzw. der Abdeckplatten vorzusehen, so dass auf ein nachträgliches Einbringen der Befestigungsöffnungen in die Batteriekühlplatten verzichtet werden kann. Demnach charakterisiert sich eine besonders voreilhafte Ausführungsform dadurch, dass die verschiedenen Öffnungsquerschnitte der Kanalplattenöffnung und der Abdeckplattenöffnung innerhalb der jeweiligen Befestigungsöffnung Toleranzen zwischen der Kanalplattenöffnung und der Abdeckplattenöffnung ausgleichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Öffnungsquerschnitte der Kanalplattenöffnung und der Abdeckplattenöffnung kreisförmig sein, wobei sie sich durch unterschiedliche Durchmesser voneinander unterscheiden. Kreis- förmige Öffnungsquerschnitte lassen sich besonders einfach herstellen. Außerdem vereinfacht sich bei kreisförmigen Öffnungsquerschnitten die Nutzung der Befestigungsöffnung beim jeweiligen Befestigungsfall.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass eine Differenz der beiden Durchmesser maximal 50% einer Wandstärke der Kanalplatte oder der Abdeckplatte beträgt. Des Weiteren kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass eine Differenz der beiden Durchmesser maximal 20% oder maximal 15% oder maximal 10% oder maximal 5% des Durchmessers des Öffnungsquerschnitts der Kanal- plattenöffnung oder der Abdeckplattenöffnung beträgt.

Neben derartigen relativen Vorgaben für die Differenz der beiden Öffnungsquerschnitte kann optional und/oder zusätzlich auch eine absolute Vorgabe für die Differenz der Öffnungsquerschnitte berücksichtigt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Differenz der beiden Durchmesser in einem Bereich von einschließlich 0,05 mm bis einschließlich 1 ,0 mm und vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 0,1 mm bis 0,5 mm liegt.

Eine erfindungsgemäße Batteriekühleinrichtung, die zum Kühlen einer elektrischen Batterie geeignet ist und die vorzugsweise in einem Fahrzeug mit Elektroantrieb angeordnet sein kann, umfasst einen Kühlkreis, in dem ein Kühlmittel zirkuliert und in den wenigstens eine Batteriekühlplatte der vorstehend beschriebenen Art eingebunden ist, derart, dass im Betrieb der Batteriekühleinrichtung das Kühlmittel durch die Kanalstruktur der jeweiligen Batteriekühlplatte strömt. Beispielsweise kann hierzu im Kühlkreis zumindest eine Pumpe zum Antreiben des Kühlmittels angeordnet sein. Ferner ist im Kühlkreis zweckmäßig zumindest ein Kühler angeordnet, über den Wärme abgeführt werden kann. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann bei der Batteriekühleinrichtung vorgesehen sein, dass zumindest eine solche Batteriekühlplatte mittels der jeweiligen Befestigungsöffnung an einer Tragstruktur der Batteriekühleinrichtung oder des Fahrzeugs befestigt ist.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Anbauteil, bei dem es sich bevorzugt um eine Komponente der Batteriekühleinrichtung handelt, mittels der wenigstens einen Befestigungsöffnung an zumindest einer solchen Batteriekühlplatte befestigt ist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Batteriekühlplatte der vorstehend beschriebenen Art charakterisiert sich dadurch, dass zunächst eine Kanalplatte mit einer Kanalstruktur sowie eine Abdeckplatte erzeugt werden. Ferner werden in der Kanalplatte wenigstens eine Kanalplattenoffnung und in der Abdeckplatte wenigstens eine Abdeckplattenöffnung erzeugt. Das Erzeugen dieser Öffnungen in der jeweiligen Platte kann grundsätzlich nachträglich bzw. in einem separaten Arbeitsgang erfolgen. Bevorzugt werden jedoch die Abdeckplatte und die Kanalplatte bereits mit diesen Öffnungen erzeugt, beispielsweise mittels entsprechender Schneid- und/oder Stanzvorgänge. Erfindungsgemäß erfolgt dabei eine Abstimmung der Durchmesser für die Abdeckplattenöffnung und die Kanalplattenoffnung derart, dass innerhalb der damit gebildeten Befestigungsöffnung ein Ausgleich von Toleranzen erfolgt. Die hierbei berücksichtigten Toleranzen sind beispielsweise eine Lagetoleranz, mit der die Abdeckplatte an der Kanalplatte befestigt wird, eine Positionstoleranz, mit der die Abdeckplattenöffnung in der Abdeckplatte erzeugt wird, eine Durchmessertoleranz, mit der ein Durchmesser der Abdeckplattenöffnung erzeugt wird, eine Positionstoleranz, mit der die Kanalplattenoffnung in der Kanalplatte erzeugt wird, und eine Durchmessertoleranz, mit der ein Durchmesser der Kanalplattenoffnung erzeugt wird. Diese und gegebenenfalls weitere Toleranzen können alternativ oder kumulativ oder in beliebiger Kombination berücksichtigt werden.

Dabei werden entweder die Kanalplattenöffnungen oder die Abdeckplattenöffnungen mit einer vorgegebenen Positionstoleranz erzeugt, wobei die jeweiligen Öffnungen dann einen vorgegebenen Durchmesser mit vorgegebener Durchmessertoleranz aufweisen. Die Öffnungen der anderen Platte werden dagegen mit einem anderen Durchmesser erzeugt, der größer ist als der vorgegebene Durchmesser. Die Ermittlung des größeren Durchmessers der zu erzeugenden anderen Öffnungen erfolgt in Abhängigkeit einer Lagetoleranz, mit der die Abdeckplatte an der Kanalplatte befestigt werden soll, und in Abhängigkeit einer Positionstoleranz, mit der die jeweilige andere Öffnung in der zugehörigen Platte erzeugt werden soll, sowie in Abhängigkeit einer Durchmessertoleranz, mit der besagter größerer Durchmesser der jeweils anderen Öffnung erzeugt werden soll. Die Ermittlung des größeren Durchmessers der jeweils anderen Öffnung erfolgt unter Berücksichtigung der vorgenannten Abhängigkeiten derart, dass nach dem Befestigen der Abdeckplatte an der Kanalplatte der Öffnungsquerschnitt derjenigen Öffnung, die mit dem vorgegebenen Durchmesser und mit der vorgegebenen Durchmessertoleranz hergestellt worden ist, in einer Projektion senkrecht zur Kontaktebene, in der die Abdeckplatte an der Kanalplatte anliegt, bei allen innerhalb der genannten Lagetoleranz und der genannten Positionstoleranzen möglichen Relativlagen zwischen Kanalplattenöffnung und Abdeckplattenöffnung vollständig innerhalb des Öffnungsquerschnitts der jeweils anderen Öffnung liegt. Die jeweils andere Öffnung kann in der zugehörigen Platte dann mit dem ermittelten größeren Durchmesser und mit der genannten Positionstoleranz sowie mit der genannten Durchmessertoleranz in der jeweiligen Platte erzeugt werden. Anschließend werden die Abdeckplatte und die Kanalplatte mit der genannten Lagetoleranz aneinander befestigt. Es ist klar, dass die Ermittlung des Durchmessers der jeweils anderen Öffnung während der Herstellung der Batteriekühlplatten nicht bei jeder einzelnen Batteriekühlplatte wiederholt werden muss. Vielmehr muss diese Durchmesserermittlung grundsätzlich nur einmal durchgeführt werden, um die Werkzeuge zum Herstellen der einzelnen Platten entsprechend konfigurieren zu können.

Durch die hier vorgestellte Berücksichtigung der Toleranzen lässt sich eine nachteilige Toleranzkette bzw. der nachteilige Effekt einer solchen Toleranzkette weitgehend vermeiden, da innerhalb der Befestigungsöffnung nach dem Zusammenbau der Batteriekühlplatte der Öffnungsquerschnitt ausschließlich durch diejenige plattenseitige Öffnung vorgegeben ist, deren Durchmesser vorbestimmt und mit der vorbestimmten Durchmessertoleranz hergestellt worden ist.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer

Batteriekühleinrichtung mit einer Batteriekühlplatte,

Fig. 2 eine stark vereinfachte Ansicht der Batteriekühleinrichtung im Bereich mehrerer Batteriekühlplatten,

Fig. 3 eine stark vereinfachte, auseinandergezogene isometrische Darstellung einer solchen Batteriekühlplatte,

Fig. 4-6 Schnittansichten der Batteriekühlplatte im Bereich einer Befestigungsöffnung entsprechend Schnittlinien IV in Fig. 1 bei verschiedenen Relativlagen zwischen einer Abdeckplatte und einer Kanalplatte der jeweiligen Batteriekühlplatte.

Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Batteriekühleinrichtung 1 , mit deren Hilfe zumindest eine elektrische Batterie 2 gekühlt werden kann und die sich vorzugsweise in einem Fahrzeug mit Elektroantrieb befindet, einen Kühlkreis 3, in dem ein Kühlmittel zirkuliert und in den zumindest eine Batteriekühlplatte 4 eingebunden ist. In den Kühlkreis 3 sind außerdem ein Kühler 5 sowie eine Pumpe 6 eingebunden. Die Pumpe 6 dient zum Antreiben des Kühlmittels im Kühlkreis 3, wobei das Kühlmittel im Betrieb der Batteriekühleinrichtung 1 auch durch die Batteriekühlplatte 4 hindurchströmt. Hierbei nimmt das Kühlmittel Wärme auf, die mit Hilfe der Batteriekühlplatte 4 von der Batterie 2 abgeführt wird. Im Kühler 5 kann die vom Kühlmittel aufgenommene Wärme an einen Fluidstrom 7 abgegeben werden, der den Kühler 5 mediengetrennt vom Kühlmittel durchströmt.

Die jeweilige Batteriekühlplatte 4 kann wenigstens eine Befestigungsöffnung 8 aufweisen, die gemäß Fig. 2 grundsätzlich dazu verwendet werden kann, die jeweilige Batteriekühlplatte 4 an einer Tragstruktur 9 zu befestigen. Die jeweilige Befestigung ist in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet und mit 10 bezeichnet. Die Befestigung 10 kann beispielsweise eine Gewindestange umfassen, die durch die jeweilige Befestigungsöffnung 8 hindurchgesteckt ist und mit Hilfe von Muttern 1 1 oder dergleichen fixiert ist. Ebenso lässt sich eine derartige Befestigungsöffnung 8 gemäß Fig. 2 dazu nutzen, ein Anbauteil 12 an der Batteriekühlplatte 4 zu fixieren. Auch hier ist die zugehörige Befestigung 10 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Auch hier kann grundsätzlich eine Verschrau- bung zur Realisierung der Befestigung 10 in Verbindung mit der jeweiligen Befestigungsöffnung 8 verwendet werden. In Fig. 2 ist außerdem dargestellt, wie mit Hilfe mehrerer Batteriekühlplatten 4 mehrere Batterien 2 aktiv gekühlt werden können. Zum Beispiel erfolgt hierzu eine Stapelbildung, wobei sich in einem derartigen Batterie-Kühlplatten-Stapel 13 Kühlplatten 4 und Batterien 2 in einer Stapelrichtung abwechseln.

Gemäß den Figuren 1 bis 6 umfasst die jeweilige Batteriekühlplatte 4 zwei Plattenkörper, nämlich eine Kanalplatte 14 und eine Abdeckplatte 15. Kanalplatte 14 und Abdeckplatte 15 liegen bei zusammengebauter Batteriekühlplatte 4 entlang einer Kontaktebene 16 aneinander an und sind aneinander befestigt. Zweckmäßig sind Kanalplatte 14 und Abdeckplatte 15 miteinander verlötet.

An der bevorzugt ebenen Kanalplatte 14 ist gemäß Fig. 3 an einer der Abdeckplatte 15 zugewandten Innenseite 17 eine Kanalstruktur 18 ausgebildet, die zum Führen des Kühlmittels innerhalb der Batteriekühlplatte 4 dient. Die Kanalstruktur

18 ist dabei integral in der Kanalplatte 14 ausgeformt und gegenüber der Innenseite 17 der Kanalplatte 14 vertieft ausgebildet. Beispielsweise ist die Kanalstruktur 18 in die Innenseite 17 eingeprägt oder daraus ausgefräst.

Die Abdeckplatte 15 ist an einer von der Kanalplatte 14 abgewandten Außenseite

19 bevorzugt eben ausgestaltet, wobei sich die Außenseite 19 parallel zur Kon- taktebene 16 erstreckt. Eine der Kanalplatte 14 zugewandte, bevorzugt ebene Innenseite 20 der Abdeckplatte 15 deckt in zusammengebautem Zustand der Batteriekühlplatte 4 die Kanalstruktur 18 ab und liegt in Kontaktzonen 21 , die in Fig. 3 durch Schraffuren angedeutet sind, an der Innenseite 17 der Kanalplatte 14 an. Diese Kontaktzonen 21 sind im Wesentlichen durch die gesamte Oberfläche der Innenseite 17 der Kanalplatte 14 gebildet, wodurch eine großflächige Kontaktierung zwischen Kanalplatte 14 und Abdeckplatte 15 erreicht wird.

Zur Realisierung der jeweiligen Befestigungsöffnung 8 an der Batteriekühlplatte 4 ist für jede Befestigungsöffnung 8 an der Abdeckplatte 15 eine Abdeckplattenöffnung 22 vorgesehen, während an der Kanalplatte 14 für jede Befestigungsöffnung 8 eine Kanalplattenöffnung 23 vorgesehen ist. Im gezeigten Beispiel sind rein exemplarisch fünf derartige Befestigungsöffnungen 8 an der Batteriekühlplatte 4 angeordnet. Es ist klar, dass grundsätzlich jede beliebige Anzahl an derartigen Befestigungsöffnungen 8 vorgesehen sein kann. Auch ist die Positionierung der Befestigungsöffnungen 8 hier nur rein exemplarisch dargestellt. Wesentlich ist, dass die Befestigungsöffnungen 8 die jeweilige Batteriekühlplatte 4 außerhalb der Kanalstruktur 18 durchsetzen, und zwar vorzugsweise senkrecht zur Kontaktebene 16.

Wie sich nun den Figuren 4 bis 6 entnehmen lässt, liegen bei der jeweiligen Befestigungsöffnung 8 die Kanalplattenöffnung 23 und die Abdeckplattenöffnung 22 im Wesentlichen senkrecht zur Kontaktebene 16 fluchtend zueinander übereinander, um die jeweilige Befestigungsöffnung 8 zu bilden. Die Abdeckplattenöffnung 22 besitzt einen Öffnungsquerschnitt 24, der vorzugsweise kreisförmig ist und einen Durchmesser 25 aufweist. Die Kanalplattenöffnung 23 besitzt einen Öffnungsquerschnitt 26, der ebenfalls bevorzugt kreisförmig ist und einen

Durchmesser 27 aufweist. Erkennbar ist der Öffnungsquerschnitt 26 der Kanalplattenöffnung 23 kleiner als der Öffnungsquerschnitt 24 der Abdeckplattenöff- nung 22. Demnach ist auch der Durchmesser 27 der Kanalplattenöffnung 23 kleiner als der Durchmesser 25 der Abdeckplattenöffnung 22. Bei einer anderen Ausführungsform können die unterschiedlichen Öffnungsquerschnitte 24, 26 bzw. die verschiedenen Durchmesser 25, 27 auch umgekehrt auf die beiden Platten 14, 15 verteilt sein, so dass dann die Kanalplattenöffnung 23 den größeren Öffnungsquerschnitt 26 bzw. den größeren Durchmesser 27 besitzt.

Eine Differenz der beiden Durchmesser 25, 27 kann so bemessen sein, dass sie maximal 50% einer Wandstärke 28 der Abdeckplatte 15 und/oder einer Wandstärke 29 der Kanalplatte 14 beträgt. Im Beispiel sind die Wandstärken 28 und 29 von Abdeckplatte 15 und Kanalplatte 14 gleich. Bei einer anderen Ausführungsform können sie auch ungleich sein. Insbesondere kann die Wandstärke 29 der Kanalplatte 14 größer sein als die Wandstärke 28 der Abdeckplatte 15. Zweckmäßig beträgt besagte Differenz maximal 20%, vorzugsweise 15% und insbesondere 10% oder 5%, des Durchmessers 25 der Abdeckplattenöffnung 22 oder des Durchmessers 27 der Kanalplattenöffnung 23. Ferner kann vorgesehen sein, dass besagte Differenz in einem Intervall von 0,05 mm bis 1 ,0 mm oder bevorzugt in einem Intervall von 0,1 mm bis 0,5 mm liegt.

Die Herstellung der Batteriekühlplatte 4 ist verschiedenen Toleranzen ausgesetzt, die sich im Bereich der jeweiligen Befestigungsöffnung 8 auswirken können. Beispielsweise ist die Positionierung der Abdeckplattenöffnung 22 und der Kanalplattenöffnung 23 jeweils einer Positionstoleranz ausgesetzt. Ferner sind der Durchmesser 25 der Abdeckplattenöffnung 22 und der Durchmesser 27 der Kanalplattenöffnung 23 Durchmessertoleranzen ausgesetzt. Schließlich können die Abdeckplatte 15 und die Kanalplatte 14 abhängig von einer Lagetoleranz aneinander befestigt werden. In den Figuren 4 bis 6 sind unterschiedliche Konstellationen wiedergegeben, die bei jeweils gleich großen Kanalplattenöffnungen 23 und gleichen Abdeckplattenöffnungen 25 für die zugehörige Befestigungsöffnung 8 stets denselben Öffnungsquerschnitt realisieren, der in diesen Fällen durch den kleineren Öffnungsquerschnitt 26 der Kanalplattenöffnung 23 bzw. durch deren Durchmesser 27 bestimmt ist.

Erkennbar ist somit der Querschnitt der Befestigungsöffnung 8 von der Toleranzkette entkoppelt, die sich bei separater Herstellung der Kanalplattenöffnung 23 in der Kanalplatte 14 und der Abdeckplattenöffnung 22 in der Abdeckplatte 15 und bei nachträglichem Zusammenbau der Abdeckplatte 15 und der Kanalplatte 14 zur Batteriekühlplatte 4 bildet. Unabhängig davon, welche Relativlage sich zwischen der Abdeckplattenöffnung 22 und der Kanalplattenöffnung 23 aufgrund der Toleranzen ergeben kann, ist die Befestigungsöffnung 8 stets durch die kleinere Kanalplattenöffnung 23 definiert. Bei der vorstehend angedeuteten umgekehrten Bauweise wäre die jeweilige Befestigungsöffnung 8 dann durch die dann kleinere Abdeckplattenöffnung 22 definiert.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der Batteriekühlplatte 4 wird nachfolgend näher erläutert. Beim Herstellen der Batteriekühlplatten werden jedenfalls die Kanalplatte 14 mit der Kanalstruktur 18 und die Abdeckplatte 15 erzeugt. Bei einer der Platten, im Beispiel der Figuren 4 bis 6 bei der Kanalplatte 14, wird die jeweilige Kanalplattenöffnung 23 mit einer vorgegebenen Positionstoleranz erzeugt, wobei die Kanalplattenöffnung 23 einen vorgegebenen Durchmesser 27 mit vorgegebener Durchmessertoleranz aufweist. Der für die zugehörige Abdeckplattenöffnung 22 vorgesehene Durchmesser 25 wird gezielt größer gewählt als der Durchmesser 27 der Kanalplattenöffnung 23. Im Einzelnen wird der Durchmesser 25 der zu erzeugenden Abdeckplattenöffnung 22 in Abhängigkeit einer Lagetoleranz, mit der die Abdeckplatte 15 an der Kanalplatte 14 befestigt werden soll, und in Abhängigkeit einer Positionstoleranz, mit der die Abdeckplattenöffnung 22 in der Abdeckplatte 14 erzeugt werden soll, sowie in Abhängigkeit einer Durchmessertoleranz, mit der der Durchmesser 25 der Abdeckplattenöffnung 22 erzeugt werden soll, ermittelt. Bei der Ermittlung des Durchmessers 25 der Abdeckplattenöffnung 22 werden die vorstehend genannten Abhängigkeiten derart berücksichtigt, dass nach dem Befestigen der Abdeckplatte 15 an der Kanalplatte 14 der Öffnungsquerschnitt 26 der Kanalplattenöffnung 23 in einer Projektion 30, die in den Figuren 4 bis 6 durch einen Pfeil angedeutet ist und die senkrecht zur Kontaktebene 16 orientiert ist, bei allen Relativlagen zwischen Kanalplattenöffnung 23 und Abdeckplattenöffnung 22, die innerhalb der vorstehend genannten und berücksichtigten Lagetoleranz und Positionstoleranzen möglich sind, vollständig innerhalb des Öffnungsquerschnitts 24 der Abdeckplattenöffnung 22 liegt. Wie sich den Figuren 4 bis 6 exemplarisch entnehmen lässt, liegt bei allen Varianten die Kanalplattenöffnung 23 in der Projektion 30 innerhalb der zugeordneten Abdeckplattenöffnung 22. Hierdurch ist bei allen Relativlagen die zugehörige Befestigungsöffnung 8 hinsichtlich Öffnungsquerschnitt und Durchmesser ausschließlich durch die Kanalplattenöffnung 23 bestimmt.

Anschließend werden die mit den Kanalplattenöffnungen 23 versehene Kanalplatte 14 und die mit den Abdeckplattenöffnungen 22 versehene Abdeckplatte 15 gemäß der vorgesehenen Lagetoleranz aneinander befestigt.

Claims

Ansprüche

1 . Batteriekühlplatte,

- mit zwei Plattenkörpern, nämlich einer Kanalplatte (14) und einer Abdeckplatte (15), die entlang einer Kontaktebene (16) flächig aneinander anliegen und aneinander befestigt sind,

- wobei an der Kanalplatte (14) an einer der Abdeckplatte (15) zugewandten Innenseite (17) eine vertiefte Kanalstruktur (18) integral ausgeformt ist, die zum Führen eines Kühlmittels dient,

- wobei die Abdeckplatte (15) an einer von der Kanalplatte (14) abgewandten Außenseite (19) eben ausgestaltet ist, mit einer der Kanalplatte (14) zugewandten Innenseite (20) die Kanalstruktur (18) abdeckt und in Kontaktzonen (21 ) an der Innenseite (17) der Kanalplatte (14) anliegt,

dadurch gekennzeichnet,

- dass wenigstens eine Befestigungsöffnung (8) vorgesehen ist, welche die Batteriekühlplatte (4) außerhalb der Kanalstruktur (18) senkrecht zur Kontaktebene (16) durchsetzt,

- dass die jeweilige Befestigungsöffnung (8) durch eine in der Kanalplatte (14) ausgebildete Kanalplattenöffnung (23) und eine in der Abdeckplatte (15) ausgebildete Abdeckplattenöffnung (22) gebildet ist,

- dass innerhalb der jeweiligen Befestigungsöffnung (8) die Kanalplattenöffnung (23) und die Abdeckplattenöffnung (22) verschiedene Öffnungsquerschnitte (24, 26) aufweisen.

2. Batteriekühlplatte nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die verschiedenen Öffnungsquerschnitte (24, 26) der Kanalplattenöffnung (23) und der Abdeckplattenöffnung (22) innerhalb der jeweiligen Befestigungsöffnung (8) Toleranzen zwischen der Kanalplattenöffnung (23) und der Abdeckplattenöffnung (22) ausgleichen.

3. Batteriekühlplatte nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Toleranzen wenigstens eine der folgenden Toleranzen umfassen:

eine Lagetoleranz, mit der die Abdeckplatte (15) an der Kanalplatte (14) befestigt ist,

eine Positionstoleranz, mit der die Abdeckplattenöffnung (22) in der Abdeckplatte (15) erzeugt ist,

eine Durchmessertoleranz, mit der ein Durchmesser (25) der Abdeckplattenöffnung (22) erzeugt ist,

eine Positionstoleranz, mit der die Kanalplattenöffnung (23) in der Kanalplatte (14) erzeugt ist,

eine Durchmessertoleranz, mit der ein Durchmesser (27) der Kanalplattenöffnung (23) erzeugt ist.

4. Batteriekühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Öffnungsquerschnitte (24, 26) der Kanalplattenöffnung (23) und der Abdeckplattenöffnung (22) kreisförmig sind und verschiedene Durchmesser (25, 27) aufweisen.

5. Batteriekühlplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

dass eine Differenz der beiden Durchmesser (25, 27) maximal 50% einer Wandstärke (28, 29) der Kanalplatte (14) oder der Abdeckplatte (15) beträgt.

6. Batteriekühlplatte nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Differenz der beiden Durchmesser (25, 27) maximal 20% des Durchmessers (25, 27) des Öffnungsquerschnitts (24, 26) der Kanalplattenöffnung (23) oder der Abdeckplattenöffnung (22) beträgt.

7. Batteriekühlplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Differenz der beiden Durchmesser (25, 27) in einem Bereich von 0,05 mm bis 1 ,0 mm liegt.

8. Batteriekühleinrichtung zum Kühlen einer elektrischen Batterie (2), vorzugsweise in einem Fahrzeug mit Elektroantrieb,

mit einem Kühlkreis (3), in dem ein Kühlmittel zirkuliert und in den wenigstens eine Batteriekühlplatte (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingebunden ist, so dass im Betrieb der Batteriekühleinrichtung (1 ) das Kühlmittel durch die Kanalstruktur (18) der jeweiligen Batteriekühlplatte (4) strömt.

9. Batteriekühleinrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die jeweilige Batteriekühlplatte (4) mittels der jeweiligen Befestigungsöffnung (8) an einer Tragstruktur (9) der Batteriekühleinrichtung (1 ) oder des Fahrzeugs befestigt ist.

10. Batteriekühleinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,

dass wenigstens ein Anbauteil (12) mittels der wenigstens einen Befestigungsöffnung (8) an einer solchen Batteriekühlplatte (4) befestigt ist.

1 1 . Verfahren zum Herstellen einer Batteriekühlplatte (4), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

- bei dem eine Kanalplatte (14) mit einer Kanalstruktur (18) und mit wenigstens einer Kanalplattenöffnung (23) erzeugt wird,

- bei dem eine Abdeckplatte (15) mit wenigstens einer Abdeckplattenöffnung

(22) erzeugt wird,

- bei dem die Abdeckplatte (15) auf die Kanalplatte (14) aufgelegt wird, so dass die jeweilige Abdeckplattenöffnung (22) mit der jeweiligen Kanalplattenöffnung

(23) eine Befestigungsöffnung (8) bilden,

- bei dem innerhalb einer solchen Befestigungsöffnung (8) zum Ausgleich von Toleranzen ein Durchmesser (25) der jeweiligen Abdeckplattenöffnung (22) und ein Durchmesser (27) der Kanalplattenöffnung (23) verschieden groß hergestellt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,

- bei dem in der Kanalplatte (14) die Kanalplattenöffnung (23) mit einer vorgegebenen Positionstoleranz erzeugt wird, die einen vorgegebenen Durchmesser (27) mit vorgegebener Durchmessertoleranz aufweist,

- bei dem in Abhängigkeit einer Lagetoleranz, mit der die Abdeckplatte (15) an der Kanalplatte (14) befestigt werden soll, und einer Positionstoleranz, mit der eine Abdeckplattenöffnung (22) in der Abdeckplatte (15) erzeugt werden soll, sowie einer Durchmessertoleranz, mit der ein Durchmesser (25) der Abdeckplattenöffnung (22) erzeugt werden soll, der Durchmesser (25) der zu erzeugenden Abdeckplattenöffnung (22) ermittelt wird, derart, dass nach dem Befestigen der Abdeckplatte (15) an der Kanalplatte (14) der Öffnungsquerschnitt (26) der Kanalplattenöffnung (23) in einer Projektion (30) senkrecht zur Kontaktebene (16), in der die Abdeckplatte (15) an der Kanalplatte (14) anliegt, bei allen innerhalb der genannten Lagetoleranz und der genannten Positionstoleranzen möglichen Relativlagen zwischen Kanalplattenöffnung (23) und Abdeckplattenoffnung (22) vollständig innerhalb des Öffnungsquerschnitts (24) der Abdeckplattenoffnung (22) liegt,

- bei dem die Abdeckplattenoffnung (22) mit dem ermittelten Durchmesser (25), mit der genannten Positionstoleranz und mit der genannten Durchmessertoleranz in der Abdeckplatte (15) erzeugt wird,

- bei dem nach dem Erzeugen der jeweiligen Abdeckplattenoffnung (22) und der jeweiligen Kanalplattenöffnung (23) die Abdeckplatte (15) mit der genannten Lagetoleranz an der Kanalplatte (14) befestigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,

- bei dem in der Abdeckplatte (15) die Abdeckplattenoffnung (22) mit einer vorgegebenen Positionstoleranz erzeugt wird, die einen vorgegebenen Durchmesser (25) mit vorgegebener Durchmessertoleranz aufweist,

- bei dem in Abhängigkeit einer Lagetoleranz, mit der die Abdeckplatte (15) an der Kanalplatte (14) befestigt werden soll, und einer Positionstoleranz, mit der eine Kanalplattenöffnung (23) in der Kanalplatte (14) erzeugt werden soll, sowie einer Durchmessertoleranz, mit der ein Durchmesser (27) der Kanalplattenöffnung (23) erzeugt werden soll, der Durchmesser (27) der zu erzeugenden Kanalplattenöffnung (23) ermittelt wird, derart, dass nach dem Befestigen der Abdeckplatte (15) an der Kanalplatte (14) der Öffnungsquerschnitt (24) der Abdeckplattenoffnung (22) in einer Projektion (30) senkrecht zur Kontaktebene (16), in der die Abdeckplatte (15) an der Kanalplatte (14) anliegt, bei allen innerhalb der genannten Lagetoleranz und der genannten Positionstoleranzen möglichen Relativlagen zwischen Kanalplattenöffnung (23) und Abdeckplat- tenöffnung (22) vollständig innerhalb des Öffnungsquerschnitts (26) der Kanalplattenöffnung (23) liegt,

- bei dem die Kanalplattenöffnung (23) mit dem ermittelten Durchmesser (27) mit der genannten Positionstoleranz und mit der genannten Durchmessertoleranz in der Kanalplatte (14) erzeugt wird,

- bei dem nach dem Erzeugen der jeweiligen Abdeckplattenöffnung (22) und der jeweiligen Kanalplattenöffnung (23) die Kanalplatte (14) mit der genannten Lagetoleranz an der Abdeckplatte (15) befestigt wird.

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