WO2019237139A2 - Akkumulator - Google Patents

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film
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stiffening
multilayer film
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Stefan Gaigg
Franz PÖHN
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to an accumulator with at least one storage module for electrical energy and at least one cooling device for cooling or temperature control for the at least one storage module, the cooling device having a single-layer or multilayer film and with this film resting on the at least one storage module.
  • the lifespan and the effectiveness as well as the safety of a rechargeable battery for so-called e-mobility also depend on the temperature during operation. For this reason, various concepts for cooling or tempering the batteries have already been proposed.
  • the concepts can essentially be divided into two types, namely air cooling and water cooling or generally cooling with liquids.
  • heat sinks are used in which at least one coolant channel is formed. These heat sinks are arranged between the individual modules of the accumulator or on the modules. A module is an independent unit of the accumulator, so not necessarily just a cell.
  • the heat sinks are exposed to changing temperatures. This in turn means that the heat sinks are exposed to changing pressures. This can lead to cooling problems if the contact between the heat sink and the heat source is partially lost.
  • the present invention has for its object to improve the safety of cooling an accumulator.
  • the object of the invention is achieved in the aforementioned battery in that the cooling device is provided with at least one stiffening element.
  • the object of the invention is also achieved in the above-mentioned accumulator in that the cooling device is provided with at least one overpressure element.
  • the advantage here is that the stiffening element can prevent or at least reduce the bending of the film and its lifting off the cells due to pressure changes. It can thus improve the system of the cooling device on the Zel len over larger temperature ranges and thus their cooling effect. Even with the at least one overpressure element, the lifting off of the film can be prevented if the pressures are too high, which can also improve the efficiency of the cooling of the accumulator.
  • Another advantage of the two measures is that the film can still be used for the cooling device, that is, not too rigid and therefore has to be replaced with heavy materials.
  • the stiffening element is at least one concave or convexly curved surface element.
  • the concave or convex curved surface element is integrated in the battery cover or at least partially forms it. It can thus be practically self-stabilizing the cooling device.
  • the surface element Due to the convex or concave curvature of the surface element, at least one space is created between it and the single-layer or multilayer film.
  • provision can be made for a foam element or a casting resin element to be arranged in at least one intermediate space therein.
  • the function of the stiffening element can be further improved by additionally supporting the film via this foam element.
  • thermal insulation of the cooling device can also be achieved with the foam element.
  • the foam element can have an insulating effect. This effect is particularly important for temperature control tasks of the cooling device or at low temperatures in winter.
  • the concave or convex curved surface element and / or the one or more layered film is connected to the foam element or the potting resin element, in particular is directly connected.
  • the bond strength of the cooling device can be improved as a whole, which in turn allows thinner wall thicknesses of the stiffening element and thus a lower weight of the cooling device.
  • weight can also be saved and labor can be reduced.
  • the stiffening element is provided with a tension element.
  • This tension element allows the curvature of the reinforcing element to be maintained better and longer, even with frequent changes in temperature. It can also be used to reduce the wall thickness of the stiffening element, so that it can be moved into the curved state with little effort.
  • the single-layer or multilayer film forms a plurality of cooling channels, liquid-tight seams being formed between the cooling channels.
  • the liquid-tight seams are provided with at least one seam support element, as a result of which the seams can also be better protected against damage due to pressure changes.
  • the seam support element is formed by the at least one foam element or the sealing resin element, which for this purpose rests on the liquid-tight seams.
  • the stiffening element can thus perform both functions, whereby the structure of the cooling device is simplified and can therefore be formed with a relatively low weight.
  • the liquid-tight seams are provided on both sides with seam support elements.
  • the at least one seam support element is formed by a surface element, in which beads are formed at the locations of the liquid-tight seams and / or in the stiffening ribs.
  • the at least one stiffening element is formed by a surface element on which at least one stiffening rib is formed.
  • the cooling device has at least one coolant inlet and at least one coolant outlet, it being possible according to a further embodiment variant of the battery to provide that the coolant inlet and the coolant outlet are arranged in a one-piece molding.
  • a sealing element for sealingly connecting the shaped part to the single-layer or multilayer film is integrated in the shaped part. It can be used to reduce the number of sealing points.
  • the pressure element is formed by a pressure valve. The resulting excess pressure can be released repeatedly.
  • the single-layer or multilayer film forms a plurality of cooling channels, liquid-tight seams being formed between the cooling channels, and at least one of these seams forming a predetermined breaking seam to form the overpressure element.
  • the overpressure element is preferably connected to an overpressure container, so that direct contacts of the cooling liquid with electrical components of a vehicle equipped with the accumulator can be avoided.
  • the pressure container can be a film bag to minimize weight according to an embodiment of the battery, whereby according to another embodiment it can be seen that the film bag is formed by the single or multilayer film of the cooling device, in particular is formed in one piece with the film with which the cooling channels are formed. Among other things, the compactness of the cooling device improves who the.
  • Figure 1 shows an accumulator in an oblique view with a cooling device.
  • FIG. 2 shows the accumulator according to FIG. 1 in an oblique view without a cooling device
  • Fig. 10 shows the detail of the embodiment of the battery of Figure 10 in an oblique view from behind.
  • Fig. 11 shows a detail of a further embodiment of the battery in an oblique view
  • FIG. 1 shows the accumulator 1 with a cooling device 2
  • FIG. 2 shows the accumulator 1 without this cooling device 2.
  • the accumulator 1 comprises at least one cell 3, preferably a plurality of cells 3, for electrical energy. In the example shown there are 27 cells 3. However, this number is not to be understood as limiting.
  • the cells 3 can be cuboid, cube-shaped, cylindrical, etc.
  • the cooling device 2 is arranged on one side of the accumulator 1, in particular at the top. However, it can also be provided that the cooling device 2 extends over at least two surfaces of the accumulator
  • the cooling device 2 can also be arranged between the cells 3 or below the cells 3.
  • cooling device 2 extends over all cells 3, so that all cells 3 can be cooled with only one cooling device 2.
  • top refers to the installation position of the accumulator 1.
  • the cells 3 can have a modular design, so that they can also be referred to as memory modules.
  • the cooling device 2 comprises or consists of a one or more layer film 4, as can be seen in FIG. 3. With this film 4, the cooling device 2 lies against the cells 3, in particular directly. Since the film 4 is flexible, ie is not stiff, this film 4 can adapt better to unevenness in the cells 3 or between the cells 3. A leveling compound between the cooler
  • the cooling device 2 can have the one or more layers of film 4 on one or both sides.
  • the cooling device 2 comprises at least one coolant channel 5, which extends from at least one inlet to at least one outlet.
  • the at least one coolant channel 2 is one or more within the single or multilayer film 4 or between two multilayer films 4 or between this film 4 and the metal layer by only partially connecting the film (s) 4 or the film 4 to the metal layer.
  • the at least one coolant channel 5 can be produced by gluing or shitting the foils (s) 4 to form webs 6.
  • the at least one coolant channel 5 arises in the non-connected areas of the film (s) 4 next to the webs 6.
  • other suitable connection techniques can also be used.
  • the connection is preferably made in such a way that no additional measures have to be taken to obtain a liquid-tight design of the connection.
  • the coolant channel 5 can be arranged in a meandering shape in the cooling device 2.
  • the optimized course of the at least one coolant channel 5 is directed among other things. according to the amount of heat to be dissipated, the geometry of the accumulator 1, etc. It can also be provided that more than one coolant channel 5 is configured or arranged in the cooling device 2. In this case, it is advantageous if a common inlet and then a common outlet are arranged in front of the plurality of coolant channels 5, each of which can be designed as a collecting channel from which the coolant channels 5 branch or into which they open. However, there is also the possibility that each coolant channel 5 has its own inlet 6 and / or its own outlet 7.
  • a liquid for example a water-glycol mixture, is used in particular as the coolant through which the cooling device 2 flows.
  • the cooling device 2 comprises the film 4 and a further single or multi-layer film 7.
  • the film 4 and the further film 9 are interconnected to form the at least one coolant channel 5 between the film 4 and the further film 9 manure areas 8 connected.
  • the connecting areas 8 can extend along the longitudinal extension of the at least one coolant channel 5, wherein between the connecting areas 8 non-connected areas remain, in which the spacing of the film 4 from the further film 9 forms the at least one coolant channel 5.
  • the film 4 and the further film 9 extend over an area which preferably corresponds at least approximately, in particular 100%, to the area of the cooling device 2 (viewed in plan view).
  • the film 4 and the further film 9 can consist of a laminate, the first plastic film 10, 11, an associated reinforcing layer 12, 13, a reinforcing layer 12 or 13 connected metal foil 14 or 15 or a metallized has additional plastic film.
  • the film 4 lying against the cells 3 can also be formed in one layer from the plastic film 10.
  • the film 4 can be provided with the metal film 13 or only the further film 9 with the metal film 15.
  • the film 4 may have the reinforcing layer 12 or only the further film 9 the Ver reinforcing layer 13.
  • more than three-layer structures of the film 4 and / or the further film 9 are possible.
  • the film 4 and the further film 9 are each of the same design.
  • the at least one coolant channel 5 is formed by the only partial connection of the film 4 to the further films 10.
  • the wall or the walls of the at least one coolant channel 5 are thus formed by the film 4 and the further film 10, preferably half each.
  • the first plastic films 10, 11 and / or the metallized further plastic film preferably consists of at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight, of a thermoplastic or an elastomer.
  • the thermoplastic can be selected from a group comprising or consisting of polyethylene (PE), polyoxymethylene (POM), polyamide (PA), in particular PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, PA 610, PA 612, Polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene terephthalate (PET), cross-linked polyolefins, preferably polypropylene (PP).
  • the elastomer can be selected from a group or consist of thermoplastic elastomers such as e.g.
  • thermoplastic vulcanizates olefin, amine, ester-based, thermoplastic polyurethanes, in particular thermoplastic elastomers based on ether / ester, styrene block copolymers, silicone elastomers.
  • a plastic is understood to mean a synthetic or natural polymer which is produced from corresponding monomers.
  • the first plastic film 10, 11 and / or the metallized white plastic film preferably consists of a so-called sealing film. This has the advantage that the respective foils can be connected directly to one another.
  • thermosetting plastics or thermosetting materials which are then glued together, for example with an adhesive.
  • Two-component adhesive systems based on polyurethane or silicone or hot-melt adhesive systems are particularly suitable for this.
  • the reinforcement layer (s) 12, 13 preferably comprise or consist of a fiber reinforcement, which is preferably designed as a separate layer.
  • the fiber reinforcement can be formed from fibers and / or threads which are selected from a group comprising or consisting of glass fibers, aramid fibers, carbon fibers, mineral fibers such as, for example, basalt fibers, natural fibers, such as e.g. Hemp, sisal, and combinations.
  • the proportion of fibers, in particular glass fibers, in the fiber reinforcement can be at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight.
  • the fibers and / or threads of the fiber reinforcement preferably consist exclusively of glass fibers.
  • the fibers and / or threads can be present in the fiber reinforcement as a scrim, for example as a fleece, as a knitted fabric, as a fabric, etc.
  • the metal foil 14, 15 is in particular an aluminum foil. But there are also other metals usable, such as copper or silver.
  • the metal foil 14, 15 can have a layer thickness between 5 pm and 100 pm.
  • the plastic films 10, 11 can have a layer thickness between 10 pm and 200 pm.
  • the layer thickness of the reinforcing layer (s) 12, 13 can be between 5 pm and 50 pm.
  • the battery 1 according to FIG. 4 again has the at least one storage module for electrical energy with at least one cell 3 and at least one cooling device 2.
  • the cooling device 2 can have a single-layer or multilayer film 4,
  • the at least one memory module can be flanked laterally by holding elements 16.
  • These holding elements 16 can, for example, be arranged on support elements 17, for example support plates made of metal or support elements 17 made of plastic, on which they stand.
  • the support elements 17 are preferably dome-shaped or cap-shaped, so that between a cover 18 or a base plate, e.g. an accumulator acquisition, or a footprint of the accumulator 1, an intermediate space is formed.
  • the cooling device 2 is provided with or has at least one stiffening element 19. With the stiffening element 19, deformations of the cooling device 2 due to the pressure of the coolant present therein can be reduced.
  • the stiffening element 19 is designed as a surface element, wherein the accumulator can have one or more such surface elements.
  • the surface element can for example be a metal sheet, for example made of Aluminum or steel.
  • the surface element can also consist of a polymeric plastic material or include it.
  • the at least one stiffening element 19 is convexly curved in this embodiment variant of the accumulator 1. As a result, the stiffening element 19 is partially spaced apart from the fo lie 4 or 9, forming an intermediate space 20.
  • the stiffening element 19 rests on the support elements 17 and is arranged in particular between the support elements 17 and the holding elements 16.
  • the stiffening element 19 can be connected to the support elements 17 and / or the holding elements 16, for example positively and / or integrally and / or non-positively.
  • the stiffening element 19 with the support elements 17 and / or the Haltele elements 16 be welded.
  • the stiffening element 19 can, however, also be arranged at another location, provided that it can fulfill its effect to support the cooling device 2, in particular the film 4 or 9, if necessary.
  • the deformation of the stiffening element 19 can be up to 15 mm, in particular between 1 mm and 10 mm, from the plane. This means that a greatest distance 21 from the point with the highest deflection (based on a completely flat element without curvature) is a maximum of 15 mm, in particular between 1 mm and 10 mm.
  • FIG. 5 shows an embodiment variant of the accumulator 1, which essentially corresponds to that according to FIG. 4 (so that the statements relating to FIG. 4 can also largely apply here) with the difference that the stiffening element 19 is curved concavely.
  • the concave curvature of the stiffening element 19, as an alternative or in addition to the side regions of the cooling device 2, also supports the central region of the cooling device 2. This support can be designed in such a way that the stiffening element 19 rests directly against the film 4 or 9 of the cooling device 2 in this central region, as can be seen from FIG. 5.
  • this can be initially convexly curved in ten-sections, as is also the case with the stiffening element 19 according to FIG. 4, in order then to pass into the concave curved central region, as shown in FIG. 5 is.
  • the stiffening element 19 can rest over a larger surface area on the lateral support elements 17, compared to the embodiment variant of the accumulator 1 according to FIG. 4, in order to enable a larger concave curvature.
  • a further difference may be present. Namely, if the stiffening element 19 directly, i.e. bears directly on the film 4 or 9 of the cooling device 2, then more than one space 20 is formed between the film 4 or 9 and the stiffening element 19.
  • FIG. 5 Only a central region with a concave curvature of the stiffening element 19 is shown in FIG. 5. However, there is also the possibility that the central region can have a plurality of concavely curved regions next to one another, for example two or three, so that in this case the stiffening element 19 in several regions, for example two or three, (directly) on the film 4 or 9 can rest, as shown in dashed lines in Fig. 5.
  • a plurality of convex areas can also be formed next to one another, in which case the stiffening element 19 can optionally (directly) rest against the film 4 or 9 in a central area of the stiffening element 19.
  • the variant of the accumulator 1 according to FIG. 4 can also have a plurality of interstices 20 between the stiffening element 19 and the film 4 or 9 of the cooling device 2.
  • the stiffening element 19 can also be designed as a mixed variant of the versions shown in FIGS. 4 and 5 Darge, so that the stiffening element 19 can have both concavely curved and convexly curved areas.
  • the stiffening element 19 has been described as a separate component of the accumulator 1.
  • the stiffening element 19 can be part of the cooling device 2.
  • the battery mulator cover 22 can thus be concave or convex.
  • At least one intermediate space 20 can be formed between the stiffening element 19 and the film 4 or 9 of the cooling device 2.
  • this at least one intermediate space 20 can be empty.
  • a foam element 22 is arranged in at least one, in particular in all, of these intermediate spaces 20, as can also be seen from FIGS. 4 and 5, which also show this embodiment variant.
  • a polyurethane foam or a polyethylene foam can be used as the foam.
  • a foam made of an organic or a natural polymer can be used. The production of these foams is known per se, so that further explanations are unnecessary.
  • the at least one foam element 22 can be placed on the film 4 or 9 of the cooling device 2 in a fully foamed form before the stiffening element 19 is arranged. However, it can also be inserted into the at least one intermediate space 20 after the stiffening element 19 has been arranged. If necessary, the foam material element 22 can be glued to the stiffening element 19 and / or the film 4 or 9 of the cooling device 2 by means of an adhesive, so that the concave and / or convex curved surface element and / or the single or multilayer film 4 or 9 is connected to the foam material element 22.
  • the at least one intermediate space 20 between the stiffening element 19 and the film 4 or 9 of the cooling device 2 is foamed, so that the foam element 22 is manufactured on site. It is thus possible to connect the foam element 22 directly, ie directly, with the concave and / or convex curved surface element, ie the stiffening element 19, and / or the single or multilayer film 4 or 9 with the foam element 22 without further auxiliary materials ,
  • the foamable mass for producing the foam element 22 can be introduced into the at least one intermediate space 20 and then foamed.
  • a sealing resin element made of a sealing resin can also be used. Concerning. The effects thus achieved are referred to the relevant statements above regarding the foam element 22.
  • a known casting resin for example a polyester resin, an epoxy resin, a silicone resin, a vinyl ester resin, a phenolic resin, an acrylic resin, etc., can be used as the casting resin.
  • the potting resin element and the foam element 22 can also be combined with one another in the at least one intermediate space 20.
  • the potting resin element can be fitted directly against the film 4 or 9, at least in regions, and the foam material element 22 can be installed directly against the potting resin element.
  • Fig. 5 yet another, possibly independent, variant of the accumulator 1 is shown.
  • the stiffening element 19 is provided with at least one Buchele element 23. Only a single tension element 23 can be provided. However, it is also possible to arrange a plurality of tension elements 23, for example two or three or four, etc., in the accumulator 1.
  • the at least one tension element 23 can also be a surface element, for example a strip. However, other embodiments are also possible.
  • the tension element 23 can be a rope or a fabric.
  • the at least one tension element 23 can consist of a metal, for example a metal sheet or a wire rope, or can comprise these.
  • the tension element 23 can be made from a Steel.
  • other materials can also be used, for example carbon fabric, etc.
  • the concave curvature of the stiffening element 19 can be produced and / or maintained.
  • the at least one tension element 23 can be connected to the stiffening element 19, for example cohesively, e.g. by welding, and / or positively and / or non-positively.
  • the stiffening element 19 may have at least one recess into or through which the tension element 23 extends.
  • Other form-fitting designs are also possible.
  • the at least one tension element 23 can also rest on the support elements 17 and, if appropriate, be connected to them in accordance with the above statements.
  • the at least one tension element 23 can be arranged between the stiffening element 19 and the support elements 17, as can be seen from FIG. 5.
  • the at least one tension element 23 is preferably arranged on the side of the stiffening element 19 facing away from the film 4 or 9, this can also be arranged on the side of the stiffening element 19 facing the film 4 or 9, for example also foamed.
  • the single-layer or multilayer film 4 and / or 9 forms at least one coolant channel 5, which is arranged in particular in a meandering manner.
  • a plurality of coolant channels 5 are preferably provided.
  • the single-layer or multi-layer film 4 and / or 9 is partially connected to one another, as a result of which the coolant channel 5 in the areas of the single-layer or multi-layer film 4 and / or 9 are formed.
  • the connection areas can be produced, for example, by gluing. However, they are preferably produced by film welding.
  • liquid-tight seams 24 are formed in the connected areas, as can be seen from FIGS. 4 and 5. According to a further embodiment of the accumulator 1, there is now the possibility of better protecting these seams 24 from breakage by providing them with at least one seam support element 25 or arranging them at the seams 24.
  • the at least one seam support element 25 can be formed, for example, by foam element 22 or the sealing resin element, which for this purpose can be arranged adjacent to the liquid-tight seams 24.
  • the foam element 22 or the potting resin element can be formed with elevations in the area of the seams 24, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the foam element 22 can also be completely flat on the surface facing the film 4 or 9 of the cooling device 2, that is to say it cannot be arranged adjacent to the seams 24 in the accumulator 1.
  • the at least one foam element 22 or the potting resin element preferably lies on at least approximately the entire, in particular the entire, surface of the seams 24 which faces the foam element 22.
  • only a partial contact of at least one foam element 22 or the sealing resin element at the seams 24 is possible, i.e. that only a part of said surface is directly supported by the foam element 22.
  • the seam support element 25 or the seam support elements 25 can be arranged on one side only on the seam 24 or the seams 24.
  • the seam support element 25 or the seam support elements 25 is or are arranged on both sides of the seam 24 or the seams 24 of the cooling device 2, as shown in FIG. 6.
  • the concrete representation with the convexly curved stiffening element 19 has none here restrictive character.
  • a concave stiffening element 19, as can be seen in FIG. 5, can also be used in the embodiment variant of the accumulator 1 according to FIG. 6.
  • Fig. 6 shows yet another embodiment of the accumulator 1.
  • the seam support elements 25 can namely generally be provided as separate components, that is also on the foam element 22 or the sealing resin element side of the single or multi-layer film 4 or 9 of the cooling device 2nd
  • These seam support elements 25 can, for example, be made of at least one metal, for example made of aluminum or a steel, or a composite material, for example a resin-bound fiber material, or of paper or cardboard or cardboard, or of a plastic.
  • Fig. 7 shows another embodiment of the accumulator 1 with seam support elements 25.
  • the stiffening element 19 is again designed as a surface element, but without the concave or convex curvature described above.
  • beads 26 are formed at the locations of the liquid-tight seams, which form the seam support elements 25, which bear (directly) on the seams 24.
  • Fig. 7 shows a variant of the accumulator 1, in which the at least one stiffening element 19 is formed by a surface element, are formed on the stiffening ribs.
  • the stiffening ribs 27 are arranged in particular on the side facing away from the single-layer or multilayer film 4 or 9.
  • the stiffening ribs 27 can have any suitable shape.
  • the stiffening ribs 27 can be provided in any suitable arrangement, for example as simple strips, or in the form of a square or hexagonal grid, etc.
  • FIGS. 9 and 10 show a detail of a further embodiment variant of the accumulator 1 (FIG. 1).
  • the cooling device 2 has at least one inlet and at least one outlet for the coolant.
  • a coolant inlet 28 and a coolant outlet 29 are arranged or formed in a common, one-piece shaped piece 30 (in a fitting).
  • the coolant inlet 28 preferably opens out and the coolant outlet 29 preferably extends from corresponding coolant channel connections 31, 32 of the shaped piece 30, as can be seen from FIG. 10.
  • At least one sealing element 33 for sealingly connecting the shaped part 30 to the single-layer or multilayer film 4 or 9 is integrated in the shaped part 30.
  • the shaped part 30 is preferably connected to the single-layer or multilayer film 4 or 9 by welding.
  • the shaped piece 30 therefore consists at least partially, in particular entirely, preferably of one or more plastics).
  • FIG. 11 shows a detail of a further, possibly independent, embodiment variant of the accumulator 1 (FIG. 1).
  • the accumulator 1 again, as described above, has at least one storage module for electrical energy and at least one cooling device 2 for cooling or temperature control for the at least one storage module, the cooling device 2 having a single-layer or multilayer film 4 and with this film 4 against the at least one memory module 3. Please refer to the above explanations.
  • the cooling device 2 has at least one overpressure element 34.
  • the at least one overpressure element 34 is integrated in the coolant circuit and has at least one inlet 35 and at least one outlet 36.
  • the overpressure element 34 can be designed as an overpressure valve.
  • the overpressure element 34 is combined with the fitting 30 described above for the coolant inlet 28 and the coolant outlet 29, in particular is formed in one piece with the fitting 30.
  • the single-layer or multilayer film 4 and / or 9 forms a plurality of coolant channels 5, and the liquid-tight seams 24 are formed between the coolant channels 5 (As has already been stated above), at least one of these seams 24 forming a predetermined breaking seam 37 to form the overpressure element 34.
  • the predetermined breaking seam can also only extend over a partial area of the total length of the respective seam 24, as can be seen from FIG. 12.
  • the predetermined breaking seam 37 has a lower seam strength than the remaining seams 24 of the single-layer or multilayer film 4 and / or 5 of the cooling device 2.
  • the overpressure element 34 can be connected according to a further embodiment variant of the accumulator 1 with an overpressure container 38, as is shown in FIG. 11.
  • the overpressure container 38 can be formed by a foil bag.
  • the film bag is formed from the one or more layer (s) 4 and / or 9 of the cooling device 2 described above.
  • the film bag is formed by an expansion area 39 in the cooling device 2.
  • the cooling device 2 formed from the single or multilayer film 4 and / or 9 can have a further seam 24 which surrounds and thus forms this expansion area 39, as is shown in FIG. 12. Overpressure in the coolant channel adjoining the predetermined breaking seam 37 5 is then released in the event of overpressure after the breaking of the predetermined breaking seam 37 into this expansion region 39 without getting into the environment.
  • the exemplary embodiments show or describe possible design variants of the accumulator 1, it being noted at this point that various combinations of the individual design variants with one another are also possible.
  • Cooling device 31 coolant duct connection s

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Akkumulator (1) mit zumindest einem Speichermodul für elektrische Energie und zumindest einer Kühlvorrichtung (2) zur Kühlung oder Temperierung für das zumindest eine Speichermodul, wobei die Kühlvorrichtung (2) eine ein- oder mehrschichtige Folie (4, 9) aufweist und mit dieser Folie (4, 9) an dem zumindest einen Speichermodul anliegt. Die Kühlvorrichtung ist mit zumindest einem Versteifungselement (19) versehen.

Description

Akkumulator
Die Erfindung betrifft einen Akkumulator mit zumindest einem Speichermodul für elektrische Energie und zumindest einer Kühlvorrichtung zur Kühlung oder Temperierung für das zumin dest eine Speichermodul, wobei die Kühlvorrichtung eine ein- oder mehrschichtige Folie auf weist und mit dieser Folie an dem zumindest einen Speichermodul anliegt.
Die Lebensdauer und die Effektivität sowie auch die Sicherheit einer wiederaufladbaren Bat terie für die sogenannte E-Mobility hängen unter anderem auch von der Temperatur im Be trieb ab. Aus diesem Grund wurden schon verschiedenste Konzepte für die Kühlung bzw. Temperierung der Akkumulatoren vorgeschlagen. Im Wesentlichen lassen sich die Konzepte in zwei Typen unterteilen, nämlich die Luftkühlung sowie die Wasserkühlung bzw. generell die Kühlung mit Flüssigkeiten.
Für die Wasserkühlung werden Kühlkörper verwendet, in denen zumindest ein Kühlmittelka nal ausgebildet ist. Diese Kühlköper werden zwischen den einzelnen Modulen des Akkumula tors oder auf den Modulen angeordnet. Ein Modul ist dabei eine selbstständige Einheit des Akkumulators, also nicht zwingend nur eine Zelle.
Die Kühlkörper sind wechselnden Temperaturen ausgesetzt. Dies wiederum bedingt, dass die Kühlkörper wechselnde Drücken ausgesetzt sind. Dadurch kann es zu Problemen in der Küh lung kommen, falls dadurch der Kontakt zwischen Kühlkörper und Wärmequelle teilweise verloren geht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit der Kühlung eines Akkumulators zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Akkumulator dadurch gelöst, dass die Kühlvorrichtung mit zumindest einem Versteifungselement versehen ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Akkumulator auch dadurch ge löst, dass die Kühlvorrichtung mit zumindest einem Überdruckelement versehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass mit dem Versteifungselement das Durchbiegen der Folie und da mit deren Abheben von den Zellen aufgrund von Druckwechselbelastungen verhindert bzw. zumindest verringert werden kann. Es kann damit die Anlage der Kühlvorrichtung an den Zel len über größere Temperaturbereiche und damit deren Kühlwirkung verbessert werden. Auch mit dem zumindest einen Überdruckelement kann das Abheben der Folie bei zu großen Dru cken verhindert werden, wodurch ebenfalls die Effizienz der Kühlung des Akkumulators ver bessert werden kann. Von Vorteil bei den beiden Maßnahmen ist zudem, dass damit die Folie nach wie vor für die Kühlvorrichtung eingesetzt werden kann, also nicht zu steiferen und da mit schweren Werkstoffen gewechselt werden muss.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Akkumulators kann vorgesehen sein, dass das Verstei fungselement zumindest ein konkav oder konvex gebogenes Flächenelement ist. Die voranste hend genannten Effekte, insbesondere in Hinblick auf die geringe Erhöhung des Gewichts durch das Zusatzmaterial für das Versteifungselement, können damit weiter verbessert wer den, da durch die Krümmung dem Versteifungselement eine dem Abheben der Folie entge genwirkende, günstige Eigenspannung verliehen werden kann, wodurch das Versteifungsele ment dünner ausgeführt werden kann.
Aus Gründen der besseren Materialausnutzung kann dabei auch vorgesehen werden, dass das konkav oder konvex gebogene Flächenelement in den Akkumulatordeckel integriert ist oder diesen zumindest teilweise bildet. Es kann damit der Kühlvorrichtung praktisch eine Selbst stabilisierung verliehen werden.
Aufgrund der konvexen oder konkaven Krümmung des Flächenelementes entsteht zwischen diesem und der ein- oder mehrschichtigen Folie zumindest ein Zwischenraum. Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators kann vorgesehen sein, dass in diesem zu mindest einen Zwischenraum ein Schaumstoffelement oder ein Vergussharzelement angeord net ist. Mit diesem kann die Funktion des Versteifungselementes weiter verbessert werden, indem die Folie zusätzlich über dieses Schaumstoffelement abgestützt werden kann. Darüber hinaus kann mit dem Schaumstoffelement auch eine Wärmedämmung der Kühlvorrichtung erreicht werden. Das Schaumstoffelement kann eine isolierende Wirkung haben. Dieser Ef fekt kommt insbesondere bei Temperierungsaufgaben der Kühlvorrichtung bzw. bei tiefen Temperaturen im Winter zum Tragen. Vorzugsweise kann gemäß einer Ausführungsvariante des Akkumulators dazu vorgesehen sein, dass das konkav oder konvex gebogenen Flächenelement und/oder die ein- oder mehr schichtige Folie mit dem Schaumstoffelement oder dem Vergussharzelement verbunden ist, insbesondere direkt verbunden ist. Durch diese Verbindung des Schaumstoff elementes mit dem Flächenelement und/oder der Folie kann die Verbundfestigkeit der Kühlvorrichtung ins gesamt verbessert werden, wodurch wiederum geringere Wandstärken des Versteifungsele mentes und damit ein geringes Gewicht der Kühlvorrichtung ermöglicht werden. Durch die Vermeidung von Zwischenelementen oder zusätzlichen Klebstoffen kann auch Gewicht ein gespart bzw. Arbeitsaufwand reduziert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators kann vorgesehen sein, dass das Versteifungselement mit einem Zugelement versehen ist. Durch dieses Zugelement kann die Krümmung des Versteigungselementes auch bei häufigen Temperaturwechselbeanspruchun gen besser und länger aufrechterhalten werden. Es kann damit auch die Wandstärke des Ver steifungselementes reduziert werden, wodurch dieses mit geringem Aufwand in den ge krümmten Zustand verbracht werden kann.
Zur Erhöhung der Effizienz der Kühlung des Akkumulators kann vorgesehen sein, dass die ein- oder mehrschichtigen Folie mehrere Kühlkanäle bildet, wobei zwischen den Kühlkanälen flüssigkeitsdichte Nähte ausgebildet sind.
Es kann nach einer Ausführungsvariante dazu vorgesehen werden, dass die flüssigkeitsdichten Nähte mit zumindest einem Nahtunterstützungselement versehen sind, wodurch die Nähte ebenfalls besser vor Beschädigungen aufgrund von Druckwechselbeanspruchungen geschützt werden können.
Bevorzugt kann dabei nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators vorgese hen sein, dass das Nahtunterstützungselement durch das zumindest eine Schaumstoffelement oder das Vergussharzelement gebildet ist, das dazu an den flüssigkeitsdichten Nähten anliegt. Das Versteifungselement kann also beide Funktionen erfüllen, wodurch der Aufbau der Kühl vorrichtung vereinfacht und damit mit relativ geringem Gewicht ausgebildet werden kann. Zur weiteren Verbesserung des Schutzes der Nähte gegen Beschädigung aufgrund von Druck wechselbeanspruchungen kann vorgesehen sein, dass die flüssigkeitsdichten Nähte beidseits mit Nahtunterstützungselementen versehen sind.
Nach einer anderen Ausführungsvariante des Akkumulators kann zur Unterstützung der Nähte auch vorgesehen sein, dass das zumindest eine Nahtunterstützungselement durch ein Flächen element gebildet ist, in dem an den Stellen der flüssigkeitsdichten Nähte Sicken und/oder in dem Versteifungsrippen ausgebildet sind.
Für höhere Belastungen kann auch vorgesehen sein, dass das zumindest eine Versteifungsele ment durch ein Flächenelement gebildet ist, an dem zumindest eine Versteifungsrippe ausge bildet ist.
Die Kühlvorrichtung weist zumindest einem Kühlmitteleinlass und zumindest einem Kühl mittelauslass auf, wobei nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators vorgese hen sein kann, dass der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass in einem einstückigen Formstück angeordnet sind.
Zum besseren Schutz gegen die Bildung von Leckagen aufgrund von Druckwechselbeanspru chungen kann dabei vorgesehen sein, dass in das Formstück ein Dichtelement zum dichtenden Verbinden des Formstückes mit der ein- oder mehrschichtigen Folie integriert ist. Es kann da mit die Anzahl der Dichtstellen reduziert werden.
Nach einer anderen Ausführungsvariante des Akkumulators kann vorgesehen sein, dass das Überdruckelement durch ein Überdruckventil gebildet ist. Es kann damit entstehender Über druck wiederholt abgelassen werden.
Für eine einmalige Überdrucksicherung kann nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators auch vorgesehen werden, das die ein- oder mehrschichtigen Folie mehrere Kühlkanäle bildet, wobei zwischen den Kühlkanälen flüssigkeitsdichte Nähte ausgebildet sind, und zumindest eine dieser Nähte zur Ausbildung des Überdruckelementes eine Soll bruchnaht bildet. Vorzugsweise ist das Überdruckelement mit einem Überdruckbehälter verbunden, sodass di rekte Kontakte der Kühlflüssigkeit mit elektrischen Komponenten eines mit dem Akkumula tor ausgerüsteten Fahrzeugs vermieden werden können.
Der Überdruckbehälter kann zur Gewichtsminimierung nach einer Ausführungsvariante des Akkumulators ein Folienbeutel sein, wobei gemäß einer weiteren Ausführungsvariante vorge sehen sein kann, dass der Folienbeutel durch die ein- oder mehrschichtige Folie der Kühlvor richtung gebildet ist, insbesondere einstückig mit der Folie ausgebildet ist, mit der die Kühl kanäle gebildet sind. Es kann damit u.a. die Kompaktheit der Kühlvorrichtung verbessert wer den.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Akkumulator in Schrägansicht mit einer Kühlvorrichtung;
Fig. 2 den Akkumulator nach Fig. 1 in Schrägansicht ohne Kühlvorrichtung;
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Kühlvorrichtung;
Fig. 4 eine Ausführungsvariante des Akkumulators;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante des Akkumulators;
Fig. 6 eine andere Ausführungsvariante des Akkumulators;
Fig. 7 eine Ausführungsvariante des Akkumulators;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsvariante des Akkumulators; Fig. 9 ein Detail einer anderen Ausführungsvariante des Akkumulators in Schrägansicht von vome;
Fig. 10 das Detail der Ausführungsvariante des Akkumulators nach Fig. 10 in Schrägan sicht von hinten;
Fig. 11 ein Detail einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators in Schrägan sicht;
Fig. 12 ein Detail einer anderen Ausführungsvariante des Akkumulators.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Akkumulator 1, d.h. eine wiederaufladbare Batterie, in Schrägan sicht dargestellt, wobei die Fig. 1 den Akkumulator 1 mit einer Kühlvor-richtung 2 und die Fig. 2 den Akkumulator 1 ohne diese Kühlvorrichtung 2 zeigt.
Der Akkumulator 1 umfasst zumindest eine Zelle 3, vorzugsweise mehrere Zellen 3, für elekt rische Energie. Im dargestellten Beispiel sind es 27 Zellen 3. Diese Anzahl ist aber nicht be schränkend zu verstehen.
Die Zellen 3 können quaderförmig, würfelförmig, zylinderförmig, etc., ausgebildet sein.
Da der prinzipielle Aufbau derartiger Akkumulatoren 1 für die E-Mobility aus dem einschlä gigen Stand der Technik bekannt ist, sei zur Vermeidung von Wiederholungen darauf verwie- sen. Wie aus dem Vergleich der beiden Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Kühlvorrichtung 2 an einer Seite des Akkumulators 1 angeordnet, insbesondere oben. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass sich die Kühlvorrichtung 2 über zumindest zwei Oberflächen des Akkumulators
1 erstreckt, beispielsweise oben und seitlich und gegebenenfalls unten. Alternativ oder zusätz lich dazu kann die Kühlvorrichtung 2 auch zwischen den Zellen 3 oder unterhalb der Zellen 3 angeordnet sein.
Es ist bevorzugt, wenn sich die Kühlvorrichtung 2 über sämtliche Zellen 3 erstreckt, damit mit nur einer Kühlvorrichtung 2 sämtliche Zellen 3 gekühlt werden können. Prinzipiell ist es aber auch möglich, in dem Akkumulator 1 mehrere Kühlvorrichtungen 2 vorzusehen, bei spielsweise zwei oder drei oder vier, sodas s also beispielsweise die Zellen 3 auf zwei oder drei oder vier, etc. Kühlvorrichtungen 2 aufgeteilt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Begriffe Oberseite, etc., auf die Einbau-lage des Ak kumulators 1 beziehen.
Weiter sei darauf hingewiesen, dass die Zellen 3 modulartig ausgebildet sein können, sodass diese also auch als Speichermodule bezeichnet werden können.
Bei sämtlichen Ausführungsvarianten umfasst die Kühlvorrichtung 2 eine ein- oder mehr schichtige Folie 4 oder besteht aus dieser, wie dies Fig. 3 ersichtlich ist. Mit dieser Folie 4 liegt die Kühlvorrichtung 2 an den Zellen 3 an, insbesondere unmittelbar. Nachdem die Folie 4 flexibel ist, also nicht steif ist, kann sich diese Folie 4 an Unebenheiten der Zellen 3 oder zwischen den Zellen 3 besser anpassen. Eine Ausgleichsmasse zwischen der Kühlvorrichtung
2 und den Zellen 3 ist nicht erforderlich.
Die Kühlvorrichtung 2 kann ein oder beidseitig die bzw. eine ein- oder mehrschichtige Folie 4 aufweisen.
Weiter umfasst die Kühlvorrichtung 2 zumindest einen Kühlmittelkanal 5, der sich von zu mindest einem Einlass bis zu zumindest einem Auslass erstreckt. Der zumindest eine Kühl mittelkanal 2 ist innerhalb der ein- oder mehrschichtigen Folie 4 oder zwischen zwei ein- oder mehrschichtigen Folien 4 oder zwischen dieser Folie 4 und der Metallschicht durch nur parti elles Verbinden der Folie(n) 4 oder der Folie 4 mit der Metallschicht ausgebildet. Beispiels weise kann der zumindest eine Kühlmittelkanal 5 durch Verkleben oder Verscheißen der Fo- lien(n) 4 unter Ausbildung von Stegen 6 hergestellt werden. Der zumindest eine Kühlmittel kanal 5 entsteht dabei in den nicht verbundenen Bereichen der Folie(n) 4 neben den Stegen 6. Zur Verbindung der Folie(n) 4 oder der Folie 4 mit der Metallschicht können auch andere ge eignete Verbindungstechniken angewandt werden. Generell werden die Verbindung stechni- ken vorzugsweise derart gewählt, dass keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden müs sen, um eine flüssigkeitsdichte Ausführung der Verbindung zu erhalten.
Der Kühlmittelkanal 5 kann mäanderförmig verlaufend in der Kühlvorrichtung 2 angeordnet sein. Der jeweils optimierte Verlauf des zumindest einen Kühlmittelkanals 5 richtet sich u.a. nach der Wärmemenge, die abzuführen ist, der Geometire des Akkumulators 1, etc. Es kann auch vorgesehen sein, dass mehr als ein Kühlmittelkanal 5 in der Kühlvorrichtung 2 ausgebil det bzw. angeordnet ist. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn vor den mehreren Kühlmittel kanälen 5 ein gemeinsamer Einlass und danach ein gemeinsamer Auslass angeordnet sind, die jeweils als Sammelkanal ausgebildet sein können, von den aus sich die Kühlmittelkanäle 5 verzweigen, bzw. in den sie münden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass jeder Kühlmittelkanal 5 seinen eigenen Einlass 6 und/oder seinen eigenen Auslass 7 aufweist.
Als Kühlmittel, von dem die Kühlvorrichtung 2 durchströmt wird, wird insbesondere eine Flüssigkeit verwendet, beispielsweise ein Wasser-Glykol-Gemisch.
Die Kühlvorrichtung 2 nach Fig. 3 umfasst die Folie 4 und eine weitere ein- oder mehrschich tige Folie 7. Die Folie 4 und die weitere Folie 9 sind unter Ausbildung des zumindest einen Kühlmittelkanals 5 zwischen der Folie 4 und der weiteren Folie 9 miteinander in Verbin dung sbereichen 8 verbunden. Die Verbindungsbereiche 8 können sich entlang der Längser streckung des zumindest einen Kühlmittelkanals 5 erstrecken, wobei zwischen den Verbin dung sbereichen 8 nicht verbundene Bereiche verbleiben, in denen durch die Beabstandung der Folie 4 von der weiteren Folie 9 der zumindest eine Kühlmittelkanal 5 ausgebildet wird. Die Folie 4 und die weitere Folie 9 erstrecken sich über eine Fläche, die bevorzugt zumindest annähernd, insbesondere zu 100 %, der Fläche der Kühlvorrichtung 2 entspricht (in Drauf sicht betrachtet). Die Folie 4 und die weitere Folie 9 können aus einem Laminat bestehen, das eine erste Kunst stofffolie 10, 11, eine damit verbundene Verstärkungs Schicht 12, 13, eine mit der Verstär kungsschicht 12 bzw. 13 verbundene Metallfolie 14 bzw. 15 oder eine metallisierte weitere Kunststofffolie aufweist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass insbesondere die an den Zel len 3 anliegenden Folie 4 auch einschichtig aus der Kunststofffolie 10 ausgebildet sein kann.
Prinzipiell können auch andere Laminate verwendet werden. Beispielsweis kann nur die Folie 4 mit der Metallfolie 13 oder nur die weitere Folie 9 mit der Metallfolie 15 versehen sein. Ebenso kann nur die Folie 4 die Verstärkungs Schicht 12 oder nur die weitere Folie 9 die Ver stärkungsschicht 13 aufweisen. Ebenso sind mehr als dreischichtige Aufbauten der Folie 4 und/oder der weiteren Folie 9 möglich. Bevorzugt sind die Folie 4 und die weitere Folie 9 je doch gleich ausgebildet.
Der zumindest eine Kühlmittelkanal 5 wird durch die nur partielle Verbindung der Folie 4 mit der weiteren Folien 10 gebildet. Die Wand bzw. die Wände des zumindest einen Kühlmittel kanals 5 werden also durch die Folie 4 und die weitere Folie 10 gebildet, vorzugsweise je weils zur Hälfte.
Die erste Kunststofffolien 10, 11 und/oder die metallisierte weitere Kunststofffolie besteht/be stehen bevorzugt zu zumindest 80 Gew.-%, insbesondere zu zumindest 90 Gew.-%, aus einem thermoplastischen Kunststoff oder einem Elastomer. Der thermoplastische Kunststoff kann ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend bzw. bestehend aus Polyethylen (PE), Polyoxy- methylen (POM), Polyamid (PA), insbesondere PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, PA 610, PA 612, Polyphenylensulfid (PPS), Polyethylenterephthalat (PET), vernetzte Polyolefine, bevorzugt Polypropylen (PP). Das Elastomer kann ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassen bzw. be stehend aus thermoplastische Elastomere wie z.B. thermoplastische Vulkanisate, olefin-, a- min-, ester-basierende, thermoplastische Polyurethane, insbesondere thermoplastische Elasto mere auf Ether-/Ester Basis, Styrol-Block-Copolymere, Silikonelastomere.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass unter einem Kunststoff ein synthetisches oder natürliches Polymer verstanden wird, das aus entsprechenden Monomeren hergestellt ist. Vorzugsweise besteht/bestehen die erste Kunststofffolie 10, 11 und/oder die metallisierte wei tere Kunststofffolie aus einer sogenannten Siegelfolie. Dies hat den Vorteil, dass die jeweili gen Folien direkt miteinander verbunden werden können.
Es ist aber auch möglich, andere Kunststoffe, wie z.B. duroplastische Kunststoffe bzw. duro plastische Werkstoffe einzusetzen, die dann beispielsweise mit einem Klebstoff miteinander verklebt werden. Hierzu eignen sich insbesondere Zwei-komponenten Klebstoffsysteme auf Polyurethanbasis oder Silikonbasis oder auch Heißklebesysteme.
Bevorzugt umfasst/umfassen die Verstärkungsschicht(en) 12, 13 eine oder besteht/bestehen aus einer Faserverstärkung, die bevorzugt als eigene Schicht ausgebildet ist. Die Faserverstär kung kann aus Fasern und/oder Fäden gebildet sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend oder bestehend aus Glasfasern, Aramidfasem, Kohlenstofffasem, Mineralfasern, wie beispielsweise Basaltfasern, Naturfasern, wie z.B. Hanf, Sisal, und Kombinationen dar aus.
Der Anteil der Fasern, insbesondere der Glasfasern, an der Faserverstärkung kann zumindest 80 Gew.-%, insbesondere zumindest 90 Gew.-% betragen. Bevorzugt bestehen die Fasern und/oder Fäden der Faserverstärkung ausschließlich aus Glasfasern.
Die Fasern und/oder Fäden können in der Faserverstärkung als Gelege, beispielsweise als Vlies, als Gestrick, als Gewebe, etc. vorliegen.
Die Metallfolie 14, 15 ist insbesondere eine Aluminiumfolie. Es sind aber auch andere Me talle verwendbar, wie beispielsweise Kupfer oder Silber.
Die Metallfolie 14, 15 kann eine Schichtstärke zwischen 5 pm und 100 pm aufweisen. Die Kunststofffolien 10, 11 kann/können eine Schichtdicke zwischen 10 pm und 200 pm aufwei sen. Die Schichtdicke der Verstärkungsschicht(en) 12, 13 kann zwischen 5 pm und 50 pm be tragen.
Die voranstehenden Ausführungen zu dem Akkumulator 1 nach den Fig. 1 bis 3 können auf alle nachstehend beschriebenen Ausführungsvariante des Akkumulators 1 angewandt werden. Die Fig. 4 bis 12 zeigen dazu gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsvarianten des Akkumulators 1 bzw. Details davon. Es werden wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugs zeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den Fig. 1 bis 3 verwendet. Um unnötige Wieder holungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung zu den Fig. 1 bis 3 hingewie sen bzw. Bezug genommen. Weiter können auf die in einer konkreten Figur dargestellten Ausführungsvariante des Akkumulators 1 auch die Ausführungen zu sämtlichen weiteren, in den restlichen Figuren dargestellten und in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungs varianten zutreffen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Fig. 4 bis 12 Bestandteile des Akkumulators 1 teil weise stilisiert dargestellt wurden, wenn sie für das Verständnis der Erfindung bzw. der jewei ligen Ausführungsvariante des Akkumulators 1 nicht notwendig sind.
Der Akkumulator 1 nach Fig. 4 weist wieder das zumindest eine Speichermodul für elektri sche Energie mit zumindest einer Zelle 3 und zumindest einer Kühlvorrichtung 2 auf. Wie voranstehend beschrieben kann die Kühlvorrichtung 2 eine ein- oder mehrschichtige Folie 4,
9 aufweisen und mit dieser Folie 4, 9 an dem zumindest einen Speichermodul anliegen, insbe sondere unmittelbar anliegen, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Das zumindest eine Speichermodul kann seitlich von Haltelementen 16 flankiert sein. Diese Halteelemente 16 können beispielsweis auf Ab Stützelementen 17, beispielsweise Abstützble chen aus Metall oder Abstützelementen 17 aus Kunststoff, angeordnet sein, auf denen sie auf stehen. Die Abstützelemente 17 sind vorzugsweise domförmig bzw. kappenförmig ausgebil det, sodass zwischen einer Abdeckung 18 oder einer Bodenplatte, z.B. einer Akkumulatorauf nahme, bzw. einer Aufstandsfläche des Akkumulators 1 ein Zwischenraum gebildet ist.
Die Kühlvorrichtung 2 ist mir zumindest einem Versteifungselement 19 versehen bzw. weist dieses auf. Mit dem Versteifungselement 19 können Verformungen der Kühlvorrichtung 2 aufgrund des in dieser anliegenden Druckes des Kühlmittels reduziert werden.
In der Ausführungsvariante des Akkumulators 1 nach Fig. 4 ist das Versteifungselement 19 als Flächenelement ausgebildet, wobei der Akkumulator ein oder mehrere derartige Flächen element aufweisen kann. Das Flächenelement kann beispielsweise ein Metallblech, z.B. aus Aluminium oder Stahl, sein. Das Flächenelement kann aber auch aus einem polymere Kunst stoff bestehen bzw. diesen umfassen.
Wie aus der Darstellung in Fig. 4 ersichtlich ist das zumindest eine Versteifungselement 19 bei dieser Ausführungsvariante des Akkumulators 1 konvex gekrümmt. Dadurch ist das Ver steifungselement 19 unter Ausbildung eines Zwischenraums 20 teilweise beabstandet zur Fo lie 4 bzw. 9 angeordnet.
Das Versteifungselement 19 liegt auf den Abstützelementen 17 auf und ist insbesondere zwi schen den Ab Stützelementen 17 und den Haltelementen 16 angeordnet. Das Versteifungsele ment 19 kann mit den Ab Stützelementen 17 und/oder den Haltelementen 16 verbunden sein, beispielsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Z.B. kann das Versteifungselement 19 mit den Abstützelementen 17 und/oder den Haltele menten 16 verschweißt sein.
Das Versteifungselement 19 kann aber auch an einer anderen Stelle angeordnet sein, sofern es seine Wirkung zur Stützung der Kühlvorrichtung 2, insbesondere der Folie 4 oder 9, im Be darfsfall nachkommen kann.
Die Verformung des Versteifungselementes 19 kann bis zu 15 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 10 mm, aus der Ebene betragen. Es ist damit gemeint, dass ein größter Abstand 21 von Punkt mit der höchsten Auslenkung (bezogen auf ein vollkommen ebenes Element ohne Krümmung) maximal 15 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 10 mm, beträgt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante des Akkumulators 1, die im Wesentlichen jener nach Fig. 4 entspricht (sodass also die Ausführungen zu Fig. 4 auch hier großteils zutreffen kön nen) mit dem Unterschied, dass das Versteifungselement 19 konkav gekrümmt ist. Durch die konkave Krümmung des Versteifungselementes 19 wird alternativ oder zusätzlich zu den Sei tenbereichen der Kühlvorrichtung 2 auch der Mittenbereich der Kühlvorrichtung 2 unterstützt. Diese Unterstützung kann dabei so ausgeführt sein, dass das Versteifungselement 19 in die sem Mittenbereich direkt an der Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2 anliegt, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. Zur Erreichung der konkaven Krümmung des Versteifungselementes 19 kann dieses in Sei tenabschnitten vorerst konvex gekrümmt sein, wie dies auch bei dem Versteifungselement 19 nach Fig. 4 der Fall ist, um daran anschließend in den konkav gekrümmten Mittenbereich überzugehen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dabei kann das Versteifungselement 19 über einen größeren Flächenbereich an den seitlichen Abstützelementen 17 anliegen, verglichen mit der Ausführungsvariante des Akkumulators 1 nach Fig. 4, um damit eine größere konkave Krümmung zu ermöglichen.
Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass bei der konvexen Ausführung des Verstei- gungselementes 19 nach Fig. 4 dieses nur in den Seitenbereichen an der Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2 anliegen kann.
Zusätzlich zu dem beschriebenen Unterschied zwischen den Ausführungsvarianten des Akku mulators 1 nach den Fig. 4 und 5 kann ein weiterer Unterschied vorhanden sein. Wenn näm lich das Versteifungselement 19 direkt, d.h. unmittelbar an der Folie 4 oder 9 der Kühlvor richtung 2 anliegt, dann wird mehr als ein Zwischenraum 20 zwischen der Folie 4 oder 9 und dem Versteifungselement 19 ausgebildet.
Es sei weiter erwähnt, dass in Fig. 5 nur ein Mittenbereich mit einer konkaven Krümmung des Versteifungselementes 19 dargestellt ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Mit tenbereich mehrere konkav gekrümmte Bereiche nebeneinander aufweisen kann, beispiels weise zwei oder drei, sodass in diesem Fall das Versteifungselement 19 in mehreren Berei chen, beispielsweise zwei oder drei, (unmittelbar) an der Folie 4 oder 9 anliegen kann, wie dies in Fig. 5 strichliert dargestellt ist.
Auch bei konvexen Ausführungsvariante des Versteifungselementes 19 nach Fig. 4 können in diesem Sinne mehrere konvexe Bereiche nebeneinander ausgebildet sein, wobei in diesem Fall das Versteifungselement 19 gegebenenfalls auch (unmittelbar) an der Folie 4 oder 9 in einem Mittenbereich des Versteifungselementes 19 anliegen kann. In diesem Fall kann auch die Ausführungsvariante des Akkumulators 1 nach Fig. 4 mehrere Zwischenräume 20 zwi schen dem Versteifungselement 19 und der Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2 aufweisen. Das Versteifungselement 19 kann aber auch als Mischvariante der in den Fig. 4 und 5 darge stellten Ausführungen ausgebildet sein, sodass also das Versteifungselement 19 sowohl kon kav gekrümmte als auch konvex gekrümmte Bereiche aufweisen kann.
In den voranstehenden Ausführungen zu den Fig. 4 und 5 wurde das Versteifungselement 19 als gesondertes Bauteil des Akkumulators 1 beschrieben. Es besteht aber nach einer Ausfüh rungsvariante des Akkumulators 1 auch die Möglichkeit, das Versteifungselement 19 in einen Akkumulatordeckel 22 (Fig. 1) zu integrieren oder diesen zumindest teilweise daraus zu bil den, sodass also der Akkumulatordeckel 22 Teil der Kühlvorrichtung 2 sein kann. Der Akku mulatordeckel 22 kann somit konkav oder konvex gekrümmt ausgebildet sein.
Wie bereits voranstehend ausgeführt, ist kann zwischen dem Versteifungselement 19 und der Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2 zumindest ein Zwischenraum 20 (Fig. 4 und 5) ausgebil det sein. Prinzipiell kann dieser zumindest eine Zwischenraum 20 leer sein. Nach einer ande ren Ausführungsvariante des Akkumulators 1 kann vorgesehen sein, dass in zumindest einem, insbesondere in allen, dieser Zwischenräume 20 ein Schaumstoffelement 22 angeordnet wird, wie dies auch aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, die diese Ausführungsvariante ebenfalls zei gen. Als Schaumstoff kann beispielsweise ein Polyurethanschaumstoff oder ein Polyethylen schaumstoff eingesetzt werden. Generell kann ein Schaumstoff aus einem organischen oder einem natürlichen Polymer eingesetzt werden. Die Herstellung dieser Schaumstoffe an sich ist bekannt, sodass sich hierzu weitere Ausführungen erübrigen.
Das zumindest eine Schaumstoffelement 22 kann fertig aufgeschäumt als Formelement auf die Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2 aufgelegt werden, bevor das Versteifungselement 19 angeordnet wird. Es kann aber auch nach der Anordnung des Versteifungselementes 19 in den zumindest einen Zwischenraum 20 eingeschoben werden. Gegebenenfalls kann das Schaum stoffelement 22 mit dem Versteifungselement 19 und/oder der Folie 4 oder 9 der Kühlvorrich tung 2 mittels eines Klebstoffes verklebt werden, sodass das konkav und/oder konvex geboge nen Flächenelement und/oder die ein- oder mehrschichtige Folie 4 oder 9 mit dem Schaum stoffelement 22 verbunden ist.
Nach einer Ausführungsvariante des Akkumulators 1 dazu besteht auch die Möglichkeit, dass der zumindest eine Zwischenraum 20 zwischen dem Versteifungselement 19 und der Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2 ausgeschäumt wird, dass also das Schaumstoffelement 22 vor Ort hergestellt wird. Es ist damit möglich, das Schaumstoffelement 22 ohne weitere Hilfs stoffe direkt, d.h. unmittelbar, mit das konkav und/oder konvex gebogenen Flächenelement, also dem Versteifungselement 19, und/oder die ein- oder mehrschichtige Folie 4 oder 9 mit dem Schaumstoffelement 22 zu verbinden. Die schäumfähige Masse zur Herstellung des Schaumstoffelementes 22 kann dazu in den zumindest einen Zwischenraum 20 eingebracht und danach aufgeschäumt werden.
Anstelle des Schaumstoffelementes 22 kann auch ein aus einem Vergussharz hergestelltes Vergussharzelement eingesetzt werden. Bzgl. der damit erreichten Effekte sei auf die diesbe züglichen, voranstehenden Ausführungen zum Schaumstoffelement 22 verwiesen.
Als Vergussharz kann ein bekanntes Vergussharz, beispielsweise ein Polyesterharz, ein Epo xidharz, ein Silikonharz, ein Vinylesterharz, ein Phenolharz, ein Acrylharz, etc., eingesetzt werden.
Das Vergussharzelement und das Schaumstoffelement 22 können in dem zumindest einen Zwischenraum 20 auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise können das Verguss harzelement direkt an der Folie 4 oder 9 zumindest bereichsweise anliegend und das Schaum stoffelement 22 direkt an dem Vergussharzelement anliegend eingebaut werden.
In Fig. 5 ist noch eine weitere, gegebenenfalls unabhängige, Ausführungsvariant des Akku mulators 1 dargestellt. Bei dieser ist das Versteifungselement 19 mit zumindest einem Zugele ment 23 versehen. Es kann nur ein einziges Zugelement 23 vorgesehen werden. Es können aber auch mehrere Zugelemente 23, beispielsweise zwei oder drei oder vier, etc., in dem Ak kumulator 1 angeordnet werden.
Das zumindest eine Zugelement 23 kann ebenfalls ein Flächenelement sein, beispielsweise ein Streifen. Es sind aber auch andere Ausführungsformen möglich. So kann das Zugelement 23 beispielsweise ein Seil oder ein Gewebe sein.
Das zumindest eine Zugelement 23 kann aus einem Metall, beispielsweise einem Metallblech oder einem Drahtseil, bestehen bzw. diese umfassen. Z.B kann das Zugelement 23 aus einem Stahl bestehen. Es sind aber auch andere Werkstoff einsetzbar, beispielsweise Gewebe aus Carbon, etc.
Mit dem zumindest einem Zugelement 23 kann die konkave Krümmung des Versteifungsele mentes 19 hergestellt und/oder aufrechterhalten werden. Dazu kann das zumindest eine Zuge lement 23 mit dem Versteifungselement 19 verbunden sein, beispielsweise stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig. Zur formschlüssigen Ver bindung kann beispielsweise das Versteifungselement 19 zumindest eine Ausnehmung auf weisen, in die oder durch die das Zugelement 23 reicht. Andere Formschlussausführungen sind ebenso möglich.
Das zumindest eine Zugelement 23 kann auch auf den Ab Stützelementen 17 aufliegen und ge gebenenfalls mit diesen entsprechend voranstehenden Ausführungen verbunden sein. Insbe sondere kann das zumindest eine Zugelement 23 zwischen dem Versteifungselement 19 und den Ab Stützelementen 17 angeordnet sein, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.
Obwohl das zumindest eine Zugelemente 23 vorzugsweise auf der der Folie 4 oder 9 abge wandten Seite des Versteifungselementes 19 angeordnet ist, kann dieses auch auf der der Fo lie 4 oder 9 zugewandten Seite des Versteifungselementes 19 angeordnet werden, beispiels weise auch eingeschäumt werden.
Wie bereits voranstehend ausgeführt, bildet die ein- oder mehrschichtige Folie 4 und/oder 9 zumindest einen Kühlmittelkanal 5, der insbesondere mäanderförmig verlaufend angeordnet ist. Vorzugsweise sind jedoch mehrere Kühlmittelkanäle 5 vorgesehen. Zur Ausbildung des zumindest einen Kühlmittelkanals 5 wird/werden die ein- oder mehrschichtige Folie 4 und/o der 9 partiell miteinander verbunden, wodurch zwischen den beiden Folienlagen die Kühlmit telkanäle 5 in den nicht miteinander verbundenen Bereichen der ein- oder mehrschichtige Fo lie 4 und/oder 9 ausgebildet werden. Die Verbindungsbereiche können beispielsweise durch Kleben hergestellt werden. Bevorzugt werden sie aber durch Folienschweißen hergestellt. Je denfalls werden in den verbundenen Bereichen flüssigkeitsdichte Nähte 24 ausgebildet, wie dies aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist. Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators 1 besteht nun die Möglichkeit, diese Nähte 24 besser vor Bruch zu schützen, indem diese mit zumindest einem Nahtunter stützung selement 25 versehen werden bzw. dieses an den Nähten 24 angeordnet wird.
Das zumindest eine Nahtunterstützungselement 25 kann beispielsweise durch Schaumstof felement 22 oder das Vergussharzelement gebildet sein, das zu diesem Zweck an den flüssig keitsdichten Nähten 24 anliegend angeordnet sein kann. Dazu kann das Schaumstoffelement 22 oder das Vergussharzelement im Bereich der Nähte 24 mit Erhebungen ausgebildet sein, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass das Schaumstoffelement 22 an der der Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2 zugewandten Oberfläche auch völlig eben ausgeführt sein kann, also an den Nähten 24 nicht anliegend im Akkumulator 1 angeordnet sein kann.
Weiter sei erwähnt, dass der trapezförmige Querschnitt der Erhebungen des Schaumstoffele mentes 22 im Bereich der Nähte 24 idealisiert dargestellt ist. Die Realität kann von dieser Querschnittsform abweichen, nachdem die Kühlmittelkanäle von der ein- oder mehrschichti gen Folie 4 und/oder 9 gebildet werden.
Das zumindest eine Schaumstoffelement 22 oder das Vergussharzelement liegt bevorzugt an zumindest annährend der ganzen, insbesondere der ganzen, Oberfläche der Nähte 24, die dem Schaumstoffelement 22 zugewandt ist, an. Es ist aber auch nur eine partielle Anlage, des zu mindest einen Schaumstoffelementes 22 oder das Vergussharzelementes an den Nähten 24 möglich, d.h. dass nur ein Teil der besagten Oberfläche von dem Schaumstoffelement 22 di rekt abgestützt wird.
Wie bei den Ausführungsvarianten des Akkumulators 1 nach den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, kann das Nahtunterstützungselement 25 bzw. können die Nahtunterstützungselemente 25 nur einseitig an der Naht 24 bzw. den Nähten 24 angeordnet ist bzw. sind. Es besteht nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators 1 aber auch die Möglichkeit, dass das Naht unterstützungselement 25 bzw. die Nahtunterstützungselemente 25 beidseitig an der Naht 24 bzw. den Nähten 24 der Kühlvorrichtung 2 angeordnet ist bzw. sind, wie dies Fig. 6 zeigt. Die konkrete Darstellung mit dem konvex gekrümmten Versteifungselement 19 hat hier keinen einschränkenden Charakter. Es kann auch bei der Ausführungsvariante des Akkumulators 1 nach Fig. 6 ein konkav gekrümmtes Versteifungselement 19, wie es aus Fig. 5 zu ersehen ist, eingesetzt werden.
Fig. 6 zeigt noch eine weitere Ausführungsvariante des Akkumulators 1. Die Nahtunterstüt zungselemente 25 können nämlich generell als gesonderte Bauteile vorgesehen werden, also auch auf der dem Schaumstoffelement 22 oder dem Vergussharzelement zugewandten Seite der ein- oder mehrschichtigen Folie 4 oder 9 der Kühlvorrichtung 2. Diese Nahtunterstüt zungselemente 25 können beispielsweise aus zumindest einem Metall, z.B. aus Aluminium oder einem Stahl, oder einem Compositmaterial, beispielsweise einem harzgebundenen Faser werkstoff, oder aus Papier oder Pappe bzw. aus Karton, oder aus einem Kunststoff bestehen.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsvariante des Akkumulators 1 mit Nahtunterstützungsele mente 25. Das Versteifungselement 19 ist dabei wiederum als Flächenelement ausgebildet, allerdings ohne die voranstehen beschriebene konkave oder konvexe Krümmung. In diesem Flächenelement sind an den Stellen der flüssigkeitsdichten Nähte 24 Sicken 26 ausgebildet, die die Nahtunterstützungselemente 25 bilden, die an den Nähten 24 (unmittelbar) anliegen. Darüber hinaus sei zu weiteren Einzelheiten dieser Ausführungsvariante auch auf die Be schreibung der weiteren Ausführungsvarianten verwiesen, wie dies einleitend auch bereits festgehalten wurde.
Fig. 7 zeigt Ausführungsvariante des Akkumulators 1, bei der das zumindest eine Verstei fungselement 19 durch ein Flächenelement gebildet ist, an dem Versteifungsrippen ausgebil det sind. Die Versteifungsrippen 27 sind insbesondere auf der der ein- oder mehrschichtigen Folie 4 oder 9 abgewandten Seite angeordnet. Die Versteifungsrippen 27 können jede geeig nete Form aufweisen. Weiter können die Versteifungsrippen 27 in jeder geeigneten Anord nung vorgesehen werden, beispielsweise als einfache Streifen, oder in Form eines Viereck oder Sechseckrasters, etc..
Obwohl in Fig. 8 kein Nahtunterstützungselement 25 dargestellt ist, können jedoch beispiels weise bei der Ausführungsvariante des Akkumulators 1 nach Fig. 6 mit den Sicken 26 auch derartige Versteifungsrippen zusätzlich zu den Sicken 26 vorgesehen werden. In den Fig. 9 und 10 ist ein Detail einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators 1 (Fig. 1) dargestellt.
Die Kühlvorrichtung 2 weist, wie bereits voranstehend ausgeführt, zumindest einen Einlass und zumindest einen Auslass für das Kühlmittel auf. Gemäß der in den Fig. 9 und 10 darge stellten Ausführungsvariante kann nun vorgesehen sein, dass ein Kühlmitteleinlass 28 und ein Kühlmittelauslass 29 in einem gemeinsamen, einstückigen Formstück 30 (in einem Fitting) angeordnet bzw. ausgebildet sind. Der Kühlmitteleinlass 28 mündet vorzugsweise und der Kühlmittelauslass 29 geht vorzugsweise ab von entsprechenden Kühlmittelkanalanschlüssen 31, 32 des Formstückes 30, wie dies aus Fig. 10 ersichtlich ist.
Nach einer Ausführungsvariante des Akkumulators 1 dazu kann vorgesehen sein, dass in das Formstück 30 zumindest ein Dichtelement 33 zum dichtenden Verbinden des Formstückes 30 mit der ein- oder mehrschichtigen Folie 4 oder 9 integriert ist.
Bevorzugt wird das Formstück 30 mit der ein- oder mehrschichtigen Folie 4 oder 9 durch Schweißen verbunden. Das Formstück 30 besteht daher zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, bevorzugt aus einem oder mehreren Kunststoffen) .
Fig. 11 zeigt ein Detail einer weiteren, gegebenenfalls eigenständigen, Ausführungsvariante des Akkumulators 1 (Fig. 1).
Bei dieser Ausführungsvariante weist der Akkumulator 1 wieder, wie voranstehend beschrie ben, zumindest einem Speichermodul für elektrische Energie und zumindest eine Kühlvor richtung 2 zur Kühlung oder Temperierung für das zumindest eine Speichermodul auf, wobei die Kühlvorrichtung 2 eine ein- oder mehrschichtige Folie 4 aufweist und mit dieser Folie 4 an dem zumindest einen Speichermodul 3 anliegt. Es sei dazu auf die voranstehenden Ausfüh rungen verwiesen.
Bei dieser Ausführungsvariante des Akkumulators 1 weist die Kühlvorrichtung 2 zumindest ein Überdruckelement 34 auf. Das zumindest eine Überdruckelement 34 ist in den Kühlmittel kreislauf eingebunden und weist zumindest einen Einlass 35 und zumindest einen Auslass 36 auf. Insbesondere kann das Überdruckelement 34 als Überdruckventil ausgebildet sein.
Es kann weiter nach einer Ausführungsvariante des Akkumulators 1 vorgesehen sein, dass das Überdruckelement 34 mit dem voranstehend beschriebenen Formstück 30 für den Kühlmitte leinlass 28 und den Kühlmittelauslass 29 kombiniert ist, insbesondere einstückig mit dem Formstück 30 ausgebildet ist.
Es kann nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators 1, die in Fig. 12 darge stellt ist, vorgesehen sein, dass die ein- oder mehrschichtigen Folie 4 und/oder 9 mehrere Kühlmittelkanäle 5 bildet, und zwischen den Kühlmittelkanälen 5 die flüssigkeitsdichten Nähte 24 ausgebildet sind (wie dies bereits voranstehend ausgeführt wurde), wobei zumindest eine dieser Nähte 24 zur Ausbildung des Überdruckelementes 34 eine Sollbruchnaht 37 bildet. Die Sollbruchnaht kann sich dabei auch nur über einen Teilbereich der Gesamtlänge der je weiligen Naht 24 erstrecken, wie dies aus Fig. 12 ersichtlich ist. Die Sollbruchnaht 37 weist dazu eine geringere Nahtfestigkeit auf, als die restlichen Nähte 24 der ein- oder mehrschichti gen Folie 4 und/oder 5 der Kühlvorrichtung 2.
Prinzipiell kann vorgesehen sein, dass der Überdruck (und das damit austretende Kühlmittel) in die Umgebung abgelassen wird. Vorzugsweise kann jedoch das Überdruckelement 34 nach einer weiteren Ausführungsvariante des Akkumulators 1 mit einem Überdruckbehälter 38 ver bunden sein, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist.
Dabei kann der Überdruckbehälter 38 nach einer Ausführungsvariante des Akkumulators 1 durch einen Folienbeutel gebildet sein. Insbesondere ist der Folienbeutel aus der oder den vor anstehend beschriebenen ein- oder mehrschichtige(n) Folie(n) 4 und/oder 9 der Kühlvorrich tung 2 gebildet.
Es kann dabei nach einer Ausführungsvariante dazu vorgesehen sein, dass der Folienbeutel durch einen Expansionsbereich 39 in der Kühlvorrichtung 2 gebildet sein. Die aus der ein- o- der mehrschichtigen Folie 4 und/oder 9 gebildet Kühlvorrichtung 2 kann dazu eine weitere Naht 24 aufweisen, die diesen Expansionsbereich 39 umgibt und damit bildet, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Überdruck in dem an die Sollbruchnaht 37 anschließenden Kühlmittelkanal 5 wird dann im Falle eines Überdrucks nach dem Bruch der Sollbruchnaht 37 in diesen Ex pansionsbereich 39 abgegeben, ohne in die Umwelt zu gelangen.
Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten des Ak kumulators 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der ein zelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Akkumulators 1 dieser bzw. dessen Elemente nicht zwingenderweise maßstäb lich dargestellt sind.
Bezugszeichenaufst e 11 u n g
1 Akkumulator 30 Formstück
2 Kühlvorrichtung 31 Kühlmittelkanalanschlu s s
3 Zelle 32 Kühlmittelkanalanschlu s s
4 Folie 33 Dichtelement
5 Kühlmittelkanal 34 Überdruckelement
6 Steg 35 Einlass
7 Folie 36 Auslass
8 Verbindungsbereich 37 Sollbruchnaht
9 Folie 38 Überdruckbehälter
10 Kunststofffolie 39 Expansionsbereich 11 Kunststofffolie
12 V er Stärkung s Schicht
13 Verstärkungsschicht
14 Metallfolie
15 Metallfolie
16 Haltelement
17 Abstützelement
18 Abdeckung
19 V ersteifungselement
20 Zwischenraum
21 Abstand
la Akkumulatordeckel
22 Schaumstoffelement
23 Zugelement
24 Naht
25 Nahtunterstützungselement
26 Sicke
27 V er Steifung srippe
28 Kühlmitteleinlas s
29 Kühlmittelau slas s

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Akkumulator (1) mit zumindest einem Speichermodul für elektrische Energie und zumindest einer Kühlvorrichtung (2) zur Kühlung oder Temperierung für das zumindest eine Speichermodul, wobei die Kühlvorrichtung (2) eine ein- oder mehrschichtige Folie (4, 9) aufweist und mit dieser Folie (4, 9) an dem zumindest einen Speichermodul anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung mit zumindest einem Versteifungselement (19) ver sehen ist.
2. Akkumulator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstei fungselement (19) zumindest ein konkav und/oder konvex gebogenes Flächenelement ist.
3. Akkumulator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das konkav o- der konvex gebogene Flächenelement in einen Akkumulatordeckel (2la) integriert ist oder diesen zumindest teilweise bildet.
4. Akkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Versteifungselement (19), insbesondere dem konkav oder konvex gebogenen Flächenelement, und der ein- oder mehrschichtigen Folie (4, 9) zumindest ein Zwischenraum (20) ausgebildet ist, und dass in diesem zumindest einen Zwischenraum (20) ein Schaumstof felement (22) oder ein Vergussharzelement angeordnet ist.
5. Akkumulator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das konkav o- der konvex gebogenen Flächenelement und/oder die ein- oder mehrschichtige Folie (4, 9) mit dem Schaumstoffelement (22) oder dem Vergussharzelement verbunden ist, insbesondere di rekt verbunden ist.
6. Akkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (19) mit einem Zugelement (23) versehen ist.
7. Akkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- oder mehrschichtigen Folie (4, 9) mehrere Kühlmittelkanäle (5) bildet, wobei zwischen den Kühlmittelkanälen (5) flüssigkeitsdichte Nähte (24) ausgebildet sind.
8. Akkumulator (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssig keitsdichten Nähte (24) mit zumindest einem Nahtunterstützungselement (25) versehen sind.
9. Akkumulator (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nahtunter stützung selement (25) durch das zumindest eine Schaumstoffelement (22) oder das Verguss harzelement gebildet ist, das dazu an den flüssigkeitsdichten Nähten (24) anliegt.
10. Akkumulator (1) nach einem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die flüs sigkeitsdichten Nähte (24) beidseits mit Nahtunterstützungselementen (25) versehen sind.
11. Akkumulator (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Nahtunterstützungselement (25) durch ein Flächenelement gebildet ist, in dem an den Stellen der flüssigkeitsdichten Nähte (24) Sicken (26) und/oder an dem Versteifungsrippen (27) ausgebildet sind.
12. Akkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Versteifungselement (19) durch ein Flächenelement gebildet ist, an dem zumindest eine Versteifungsrippe (27) ausgebildet ist.
13. Akkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (2) zumindest einen Kühlmitteleinlass (28) und zumindest einen Kühlmittelauslass (29) aufweist, wobei der Kühlmitteleinlass (28) und der Kühlmittelauslass (29) in einem einstückigen Formstück (30) angeordnet sind.
14. Akkumulator (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in das Form stück (30) ein Dichtelement (33) zum dichtenden Verbinden des Formstückes (30) mit der ein- oder mehrschichtigen Folie (4, 9) integriert ist.
15. Akkumulator (1) mit zumindest einem Speichermodul für elektrische Energie und zumindest einer Kühlvorrichtung (2) zur Kühlung oder Temperierung für das zumindest eine Speichermodul, wobei die Kühlvorrichtung (2) eine ein- oder mehrschichtige Folie (4, 9) aufweist und mit dieser Folie (4, 9) an dem zumindest einen Speichermodul anliegt, insbeson dere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (2) mit zumindest einem Überdruckelement (34) versehen ist.
16. Akkumulator (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdru ckelement (34) durch ein Überdruckventil gebildet ist.
17. Akkumulator (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- oder mehrschichtigen Folie (4, 9) mehrere Kühlmittelkanäle (5) bildet, wobei zwischen den Kühlmittelkanälen (5) flüssigkeitsdichte Nähte (24) ausgebildet sind, und dass zumindest eine dieser Nähte (24) zur Ausbildung des Überdruckelementes (34) eine Sollbruchnaht (37) bildet.
18. Akkumulator (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckelement (34) mit einem Überdruckbehälter (38) verbunden ist.
19. Akkumulator (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Über druckbehälter (38) durch einen Folienbeutel gebildet ist.
20. Akkumulator (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Folien beutel durch die ein- oder mehrschichtige Folie der Kühlvorrichtung (2) gebildet ist, insbeson dere einstückig mit der Folie (4, 9) ausgebildet ist, mit der die Kühlkanäle (5) gebildet sind.
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