WO2020127097A1 - Temperierelement, batteriespeichervorrichtung, verfahren zum herstellen eines temperierelements und verfahren zum herstellen einer batteriespeichervorrichtung - Google Patents

Temperierelement, batteriespeichervorrichtung, verfahren zum herstellen eines temperierelements und verfahren zum herstellen einer batteriespeichervorrichtung Download PDF

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WO2020127097A1
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main
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Jochen Hantschel
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Definitions

  • Temperature control element battery storage device, method for producing a temperature control element and method for producing a battery storage device
  • the present invention relates to a temperature control element, in particular a temperature control element for a battery storage device.
  • the present invention has for its object to provide a temperature control element, in particular a temperature control element for a battery storage device, which is simple and inexpensive to manufacture and by means of which in particular battery modules of a battery storage device can be effectively temperature controlled.
  • a temperature control element in particular by a temperature control element for a battery storage device, with the features of claim 1.
  • the temperature control element preferably comprises the following:
  • a base body which comprises a temperature control channel structure through which a temperature control medium can flow and which has a main inflow region, a
  • a length of the base body being adjustable by shortening the base body in the connection area.
  • the temperature control element is in particular a plate-shaped one
  • Temperature control element It can be favorable if the temperature control element is a so-called
  • the temperature control channel structure preferably comprises a temperature control channel inlet, by means of which a temperature control medium can be supplied to the temperature control channel structure, for example by means of a pump device.
  • a temperature control liquid is preferably used as the temperature control medium
  • Temperature control channel structure can be supplied.
  • the temperature control duct structure preferably further comprises a temperature control duct outlet, by means of which a temperature control medium can be removed from the temperature control duct structure, for example by means of a pump device.
  • the temperature control channel structure comprises only one main inflow area and several main backflow areas.
  • the main inflow area can preferably be flowed through in a main inflow direction.
  • the main inflow direction and the main backflow direction preferably run at least approximately parallel to one another.
  • main inflow direction in the main inflow region and / or the main backflow direction in the main backflow region run opposite to one another.
  • a temperature control medium can preferably flow through the temperature control channel in a laminar and / or turbulent manner.
  • the connection area comprises one or more shortening sections, by means of which the base body can be shortened in the connection area.
  • a length of the base body is preferably by removing or
  • connection area preferably comprises a main connection area and a secondary connection area.
  • connection region preferably connects the main inflow region and the main backflow region fluidly to one another, even when the secondary connection region is completely removed or separated.
  • connection area preferably comprises at least two, in particular at least three, shortening sections.
  • a length of the base body is preferably also adjustable by shaping, in particular by bending, one or more shortening sections.
  • Different lengths of the base body are preferably adjustable depending on a number of the shortening sections of the base body.
  • a shortening section of the connection area preferably comprises one or more additional channels through which flow can occur in parallel to one another.
  • One or more additional channels of a shortening section fluidly connect the main inflow area and the main backflow area of the temperature control channel structure to one another.
  • a shortening section of the connection area is preferably removable without a fluidic connection of the main inflow area and the main backflow area being interrupted.
  • connection area can be removed without a fluidic connection of the main inflow area and the main backflow area being interrupted.
  • the temperature control channel structure comprises one or more temperature control channels running between a temperature control channel inlet and a temperature control channel outlet
  • a temperature control channel preferably comprises a temperature medium inlet area and / or one or more temperature medium outlet areas.
  • a temperature control medium inlet area of a temperature control channel preferably forms the main inflow area of the temperature control channel structure.
  • a temperature control medium outlet area of a temperature control channel preferably forms the main backflow area of the temperature control channel structure.
  • a temperature control medium inlet area of a temperature control channel is arranged and / or formed in a meandering manner.
  • the temperature control channel structure comprises a plurality of flow guide channels running parallel to one another.
  • Flow guide channels arranged parallel to one another are preferably separated from one another in each case by means of a flow guide element, in particular transversely to a flow direction of the flow guide channels.
  • the temperature control channel structure comprises flow guide channels arranged only parallel to one another in some areas.
  • the base body comprises a temperature control channel inlet and a temperature control channel outlet, the temperature control channel inlet and the temperature control channel outlet being arranged on an end area of the base body facing away from the connection area.
  • the temperature control channel inlet and the temperature control channel outlet are preferably arranged on the same end region of the base body.
  • the temperature control element comprises a supply connection which is connected to the temperature control channel inlet and / or if the temperature control element comprises a discharge connection which is connected to the temperature control channel outlet.
  • one or more interfering elements for disrupting a fluid flow flowing through the main inflow region and / or through the main backflow region are arranged in the main inflow region and / or in the main backflow region of the tempering duct structure.
  • a thermal connection between two metallic components of the base body can preferably be produced by means of the interference elements.
  • heat is by means of the interference elements from a first one
  • metallic component of the base body, in which the temperature control channel structure is formed can be derived into a second metallic component of the base body.
  • a plurality of interfering elements is preferably arranged in the main inflow region and / or in the main backflow region.
  • one or more interference elements are designed identically.
  • interference elements are provided in the main inflow region and / or in the main backflow region at least approximately 50, preferably identically designed.
  • one or more interference elements are at least approximately, in particular completely, circular in cross section.
  • the interference elements preferably have a cross section
  • a turbulent flow can preferably be formed in the main inflow region, the main backflow region and / or the connection region of the temperature control channel structure by means of the interference elements.
  • the base body comprises two metallic components, at least in some areas, the metallic components being connected to one another by means of the interference elements.
  • the main inflow region and the main backflow region are separated from one another transversely to a main flow direction by means of one or more partition wall elements.
  • the main inflow region and the main backflow region are preferably fluidly connected to one another only by means of the connection region.
  • the base body comprises two metallic components which are connected to one another at least in regions.
  • the base body is preferably formed by the two metallic components, in particular by connecting the two metallic components to one another only in regions.
  • the temperature control channel structure is delimited by the two metallic components which are connected to one another at least in regions.
  • the two metallic components are preferably integrally connected to one another, for example cold-welded.
  • the two metallic components of the base body are preferably plate-shaped layers, in particular metal sheets. It can be favorable if the two metallic components of the base body are connected to one another by "roll bonding".
  • the temperature control channel structure is preferably delimited by the two metallic components.
  • a distance of the temperature control channel structure from a peripheral region of the base body is preferably at least approximately 10 mm.
  • a spacing of the temperature control channel structure from a peripheral region of the base body of at least approximately 10 mm can preferably ensure that the base body is not damaged in an inflation step during the production of the temperature control channel structure.
  • Partition elements, interference elements and / or flow guidance elements are preferably formed by the two metallic components, in particular by interconnected areas and / or surface sections of the two metallic components.
  • Flow guide elements to one another is preferably at most approximately 20 mm, in particular at most approximately 15 mm.
  • the distance between the partition wall elements, interference elements and / or flow guidance elements is at most approximately 13 mm.
  • a distance between interconnected areas and / or surface sections of the two metallic components is at most approximately 15 mm, in particular at most approximately 13 mm.
  • the base body comprises an upper side and a lower side, the upper side or the lower side being flat.
  • a surface of the upper side or a surface of the lower side runs essentially in one plane.
  • the temperature control element according to the invention is particularly suitable for use in a battery storage device.
  • the present invention therefore further relates to a battery storage device.
  • the battery storage device preferably comprises one or more tempering elements according to the invention.
  • the battery storage device preferably comprises two or more than two temperature control elements according to the invention.
  • the battery storage device comprises a battery storage housing.
  • a battery storage housing of the battery storage device preferably encloses an interior in which one or more battery modules can be accommodated.
  • the battery storage device therefore preferably comprises one or more battery modules which are accommodated in the interior of the battery storage housing.
  • the battery storage device therefore preferably comprises one or more battery modules which are accommodated in the interior of the battery storage housing.
  • the battery storage housing For example, it can be provided that several, for example two, rows of battery modules are arranged in the battery storage housing.
  • the battery storage device comprises two rows, each with 6 to 20, for example 8, battery modules each.
  • the battery storage device comprises two rows, each with 16 battery modules.
  • the battery storage device preferably comprises a temperature control element for temperature control of a number of battery modules.
  • the one or more battery modules are each in thermal and / or direct contact with one or more temperature control elements of the battery storage device.
  • the battery storage device preferably comprises a pump device, by means of which a temperature control medium can be supplied to a temperature control channel structure of one or more temperature control elements.
  • a length of the base body of the one or more temperature control elements is preferably adapted to a length of the battery storage housing, for example by removing or separating one or more shortening sections of a connecting area of the one or more temperature control elements and / or by bending one or more shortening sections of a connecting area one or more temperature control elements.
  • the temperature control channel structure is closed after removal or separation of one or more shortening sections, for example with a material fit.
  • the temperature control channel structure is preferably closed by means of a soldering process, for example by brazing, by means of a welding process, for example by aluminum welding, by means of ultrasonic welding and / or by means of friction stir welding.
  • a battery storage housing of the battery storage device has a length in the range from approximately 1.0 m to approximately 4.0 m.
  • a battery storage housing of the battery storage device preferably has a length of approximately 1.6 m.
  • Battery storage housing of the battery storage device has a length of approximately 3.0 m.
  • Such a battery storage device is preferably suitable for use in buses and trucks.
  • the battery storage device preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the temperature control element according to the invention.
  • the temperature control element according to the invention preferably also has individual or more of the features and / or advantages described in connection with the battery storage device according to the invention.
  • the present invention further relates to a method for producing a temperature control element, in particular a temperature control element for a battery storage device.
  • the present invention is based on the further object of providing a method for producing a temperature control element, in particular a temperature control element for a battery storage device, by means of which a temperature control element can be produced simply and inexpensively, wherein the temperature control element in particular battery modules of a battery storage device can be effectively temperature controlled.
  • This object is achieved according to the invention by a method for producing a temperature control element, in particular a temperature control element for a battery storage device, with the features of claim 11.
  • the method for producing a temperature control element preferably comprises the following: providing two metallic components;
  • connection area wherein one or more shortening sections of the connection area are produced during the manufacture of the temperature control channel structure, by means of which the base body can be shortened in the connection area.
  • the two metallic components are preferably integrally connected to one another, in particular cold-welded.
  • the two metallic components are cohesively connected to one another in particular by rolling.
  • two metallic components are rolled to connect the two metallic components with a rolling force of at least about 500 tons.
  • the two metallic components preferably each have a material thickness of at least approximately 2 mm and / or of at most approximately 10 mm, for example approximately 4 mm.
  • the two metallic components each have a material thickness of at least about 0.5 mm and / or at most about 2 mm, for example of about 1 mm, after the connection.
  • the two metallic components preferably comprise or are formed from a metallic material.
  • the two metallic components are heated before the base body is produced, for example to a temperature of at least approximately 300 ° C., in particular if the two metallic components
  • the two metallic components of the base body are preferably plate-shaped layers, in particular metal sheets.
  • the metallic material of the metallic components is preferred
  • Aluminum especially pure aluminum.
  • Pure aluminum includes, in the context of this description and the attached claims, in particular aluminum alloys with an aluminum share of at least about 99 wt .-%, especially pure aluminum according to DIN 1712, understood.
  • the metallic components are cold welded in particular when manufacturing the base body.
  • the metallic components in particular the base body, are soft-annealed after the base body has been produced.
  • one or both of the metallic components are preferably deformed, in particular plastically deformed.
  • the cavity is preferably created by inflating the base body with a pressure fluid, for example by inflating it with compressed air.
  • the cavity is created by inflating the base body with a fluid pressure in the range from approximately 75 bar to approximately 150 bar, for example with a fluid pressure in the range from 90 bar to approximately 130 bar.
  • an injection opening is created before the cavity is created, for example by inserting a dome between the two metallic components.
  • a separating material to be introduced, in particular printed, in regions onto one of the two metallic components before the production of the base body.
  • the separating material is printed on one of the two metallic components by means of a screen printing process.
  • the separating material is preferably applied, in particular printed, to one of the two metallic components in a pattern of the temperature control channel structure.
  • a pattern in which the separating material is applied to one of the two components corresponds to a profile of the temperature control channel structure.
  • the separating material is arranged between the two metallic components when the basic body is manufactured.
  • the two metallic components are preferably not connected to one another when the base body is produced on surface sections of the two components between which the separating material is arranged.
  • the separating material preferably comprises or consists of carbon, for example graphite.
  • the separating material comprises or is formed from a titanium oxide.
  • the two metallic components have a different hardness and / or a different thickness.
  • the two metallic components comprise or are formed from a different metal alloy.
  • a tempering duct inlet and / or a tempering duct outlet of the tempering duct structure are arranged on an end region of the base body facing away from the connection region.
  • the temperature control channel inlet and / or the temperature control channel outlet form a reference point for the manufacture of the base body, in particular when connecting the two metallic components by rolling.
  • Length tolerances occurring during the manufacture of the base body due to different temperatures of the two metallic components and / or due to differences in the crystal structure of the metallic material of the two metallic components and / or due to differences in the material thickness of the two metallic components prior to the manufacture of the base body preferably have an effect mainly at the end region at which the connection region is arranged, and can preferably be compensated for by shortening the base body by means of the shortening sections.
  • the method according to the invention for producing a temperature control element preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the temperature control element according to the invention and / or the battery storage device according to the invention.
  • the temperature control element according to the invention and / or the battery storage device according to the invention preferably furthermore have individual or more of the features and / or advantages described in connection with the method according to the invention for producing a temperature control element.
  • the present invention further relates to a method for manufacturing a battery storage device.
  • the present invention is based on the further object of providing a method for producing a battery storage device, by means of which a battery storage device can be produced simply and inexpensively.
  • the method for producing a battery storage device preferably comprises the following:
  • the base body of the one or more temperature control elements is bent in the connection area in order to shorten the base body, in particular essentially vertically.
  • the base body of the one or more temperature control elements is shortened by removing or separating one or more shortening sections of a connecting region of the temperature control channel structure.
  • the temperature control channel structure which is open after the removal or separation of one or more shortening sections is closed again, in particular in a material-locking, positive-locking and / or non-positive manner.
  • the temperature control channel structure which is open after the removal or separation of one or more shortening sections is closed in a material manner, for example by means of a soldering process, in particular by brazing, by means of a welding process, in particular by aluminum welding, by means of ultrasonic welding and / or by means of friction stir welding.
  • a distance of a welding area from a separating area at which one or more shortening sections are removed or separated is preferably at least approximately 10 mm, in particular at least approximately 20 mm, for the ultrasonic welding.
  • a total mass of the temperature control element and / or the battery storage device can preferably be reduced by shortening the base body in the connection area.
  • the inventive method for producing a Batterie Eatervor device preferably has one or more of the features and / or parts described in connection with the temperature control element and / or the battery storage device according to the invention and / or the inventive method for producing a temperature control element.
  • the temperature control element according to the invention and / or the battery storage device according to the invention and / or the method according to the invention for producing a temperature control element preferably also have individual or more of the features and / or advantages described in connection with the method according to the invention for producing a battery storage device.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a battery storage device which comprises two temperature control elements
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of two metallic
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of the two metallic
  • Fig. 4 is a schematic sectional view of the two metallic
  • Temperature control channel structure by creating a cavity between non-interconnected upper
  • Fig. 5 is a schematic sectional view of another embodiment of a tempering element
  • Fig. 6 is a schematic sectional view of a further embodiment of a tempering element.
  • Fig. 7 is a schematic sectional view of another embodiment of a tempering element.
  • 1 shows two temperature control elements, designated as a whole by 100, for a battery storage device 102.
  • the battery storage device 102 preferably includes a battery storage housing 104.
  • the battery storage housing 104 of the battery storage device 102 preferably encloses an interior space 106.
  • a plurality of battery modules 108 can preferably be accommodated in the interior 106 of the battery storage housing 104.
  • a battery module 108 preferably comprises one or more battery cells, not shown in the figures.
  • the battery storage device 102 preferably comprises a temperature control element 100 for temperature control of a row 110 of battery modules 108.
  • the battery modules 108 can preferably be temperature controlled, that is to say in particular can be cooled and / or heated.
  • the temperature control elements 100 preferably each comprise a base body 112.
  • the base body 112 of the temperature control elements 100 preferably comprises a temperature control channel structure 114.
  • the battery modules 108 is preferably one
  • Temperature control medium for example water or a water-glycol mixture, can be conducted through the temperature control channel structure 114.
  • the base body 112 and / or the tempering channel structure 114 are preferably produced by means of "roll bonding".
  • the production of the base body 112 and / or the temperature control channel structure 114 is shown schematically with reference to FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of two metallic components 116 which are arranged one on top of the other.
  • the two metallic components 116 are preferably plate-shaped layers 118, in particular metal sheets 120.
  • the metallic components 116 preferably comprise or are formed from a metallic material 122.
  • the metallic material 122 of the metallic components 116 is preferably aluminum, in particular pure aluminum.
  • a separating material 124 is applied in areas, for example printed, to one of the two metallic components 116.
  • the separating material 124 preferably comprises or consists of carbon, for example graphite.
  • the separating material 124 may comprise or to be formed from a titanium oxide.
  • the separating material 124 is applied, in particular printed, in a pattern to one of the two metallic components 116.
  • the separating material 124 is printed on one of the two metallic components 116, for example by means of a screen printing method.
  • a pattern in which the separating material 124 is applied to the metallic component 116 preferably corresponds to a profile of the temperature control channel structure 114 to be produced.
  • the two metallic components 116 are arranged such that the separating material 124 is arranged between the two metallic components 116.
  • a gap 125 preferably remains between the two metallic components 116.
  • the two metallic components preferably each have a material thickness 126 of at least approximately 2 mm and / or of at most approximately 10 mm, for example approximately 4 mm, before the connection.
  • FIG. 3 shows one that follows the method step from FIG. 2
  • the two metallic components 116 are preferably connected to one another at surfaces 128 on which no separating material 124 is arranged between the two metallic components 116.
  • the two metallic components 116 are integrally connected to one another, in particular by cold welding, in particular by rolling.
  • the two metallic components 116 are preferably rolled with a rolling force of approximately 500 t, so that a material thickness 126 of the two metallic components 116 before joining (see FIG. 2) is greater than a material thickness 130 of the two metallic components 116 after bind the Ver (see. Fig. 2).
  • the two metallic components 116 are connected to one another in particular by “roll bonding”.
  • the two metallic components 116 preferably have a material thickness 130 of at least approximately 0.5 mm and / or of at most approximately 2 mm, for example approximately 1 mm.
  • the two metallic components 116 are preferably integrally connected to one another at the surface sections 128, in particular cold-welded, and preferably form a base body 112.
  • the two metallic components 116 are preferably not connected to one another after the connection.
  • the base body 112 is soft-annealed after the same and / or before the manufacture of a temperature control channel structure 114.
  • FIG. 4 shows a method step following the method step from FIG. 3, in which a temperature control channel structure 114 is produced by creating a cavity 134 between the non-interconnected upper surface sections 132 of the two metallic components 116.
  • one or both of the two metallic components 116 are preferably deformed, in particular plastically deformed.
  • the cavity 134 is preferably inflated by inflation with a pressure fluid, in particular with a fluid pressure in the range from approximately 75 bar to approximately 150 bar, for example with a fluid pressure in the range from 90 bar to approximately 130 bar.
  • an injection opening is created by inserting a mandrel between the two metallic components 116.
  • Surface sections 128 of the two metallic components 116 are preferably at most approximately 15 mm, in particular at most approximately 13 mm.
  • a sufficient connection of the two metallic components 116 to one another can thus preferably be ensured when the cavity 134 is created by inflation.
  • the two metallic components 116 preferably have a hardness that is different from one another.
  • a different hardness of the two metallic components 116 can preferably be achieved by providing different metallic alloys.
  • the two metallic components 116 By providing different hardnesses of the two metallic components 116, it can preferably be achieved that only one of the two metallic components 116, in particular the metallic component 116, which comprises a softer metal alloy, is reshaped when producing the temperature control channel structure 114 and / or when creating the cavity 134 or is formed from this.
  • an upper side and / or a lower side 136 of the base body 112 is flat, it can preferably be achieved that a temperature element 100 in a battery storage device 102 can be brought into thermal and / or direct contact with the battery modules 108 of the battery storage device 102.
  • varying process parameters include, for example, the temperatures of the two metallic components 116 before the same are connected, differences in the crystal structure of the metallic material 122 of the two metallic components 116 and / or differences in the material thickness 126 of the two metallic components 116 before the basic body is manufactured 112.
  • the temperature control channel structure 114 of the two temperature control elements 100 each includes a temperature control channel inlet 138 and a temperature control channel outlet 140.
  • the temperature control channel inlet 138 and the temperature control channel outlet 140 of the temperature control channel structure 114 are preferably arranged on an end region 142 of the base body 112 of the temperature control element 100.
  • the temperature control channel inlet 138 and / or the temperature control channel outlet 140 form a reference point for the manufacture of the base body 112, in particular when the two metallic components 116 are connected by rolling (see FIGS. 2 to 4).
  • Length tolerances due to differences in the process parameters preferably have an effect mainly on the end region 142 of the base body 112, which faces away from the end region 142 at which the temperature control channel inlet 138 and the temperature control channel outlet 140 are arranged.
  • Battery storage housing 104 arranged battery modules 108
  • Battery storage housing 104 are oversized, so that even in the case a temperature control element 100 that is actually too small due to length tolerances can be provided with sufficient temperature control performance.
  • Dispensing with such overdimensioning can in turn lead to insufficient temperature control of a battery module 108.
  • the temperature control channel structure 114 comprises a main inflow area 146, a main backflow area 148 and a connection area 150, which fluidly connects the main inflow area 146 to the main backflow area 148.
  • the main inflow region 146, the main backflow region 148 and the connection region 150 comprise or form at least one temperature channel 151.
  • a temperature control channel 151 comprises a temperature control medium inlet area and / or one or more temperature control medium outlet areas.
  • a temperature control medium inlet area of the temperature control channel 151 preferably forms the main inflow area 146 of the temperature control channel structure 114.
  • a temperature control medium outlet area of the temperature control channel 151 forms the main backflow area 148 of the temperature control channel structure 114.
  • the tempering channel 151 of the tempering elements 100 is arranged in sections meandering and / or formed.
  • the temperature control medium inlet area of the temperature control channel 151 is meandering.
  • a length 144 of the base body 112 is preferably adjustable by shortening the base body 112 in the connection area 150.
  • connection area 150 preferably comprises a main connection area 152 and a secondary connection area 154.
  • connection area 150 in particular the main connection area 152, the main inflow area 146 and the main return flow area 148 fluidly connects to one another even when the secondary connection area 154 is completely separated.
  • connection area 150 in particular the secondary connection area 154, preferably comprises a plurality of shortening sections 156, by means of which the base body 112 can be shortened in the connection area 150, in particular without interrupting a fluidic connection of the main inflow area 146 and the main backflow area 148 in the main connection area 152.
  • connection region 150 comprises three shortening sections 156.
  • the length 144 of the base body 112 is preferably adjustable by removing or separating one or more shortening sections 156. As an alternative or in addition, the length 144 of the base body 112 can be adjusted by reshaping the base body 112, in particular by bending one or more shortening sections 156.
  • different lengths 144 of the base body 112 are adjustable.
  • the shortening sections 156 of the connecting region 150 preferably comprise additional channels 158 through which flow can be made parallel to each other.
  • An embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 5 differs from the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 1 essentially in that the main inflow region 146 and the main backflow region 148 are each not meandering.
  • the temperature control channel structure 114 preferably comprises a main inflow region 146 and two main backflow regions 148.
  • the main inflow region 146 can preferably flow through in a main inflow direction 160.
  • the main return flow region 148 can preferably be flowed through in a main return flow direction 162.
  • the main backflow direction 162 is at least approximately parallel to one another.
  • the main inflow direction 160 and the main backflow direction 162 preferably run in opposite directions to one another.
  • the main inflow region 146 and the two main backflow regions 148 are preferably transverse to a main flow direction by means of a
  • Partition element 164 separated from each other.
  • the partition wall element 164 is preferably essentially U-shaped.
  • the main inflow region 146 and the main backflow region 148 are preferably fluidly connected to one another only by means of the connection region 150, in particular only by means of the main connection region 152.
  • the temperature control channel structure 114 preferably comprises a plurality of flow guide channels 166 running parallel to one another.
  • the flow guide channels 166 in particular run only in regions through the main inflow region 146 and the main backflow region 148.
  • the flow guide channels 166 are preferably arranged essentially parallel to one another.
  • flow guide channels 166 arranged parallel to one another are separated from one another by means of a flow guide element 168, in particular transversely to a flow direction.
  • the flow guide elements 168 are essentially linear and each extend essentially through the main inflow region 146 and the main backflow region 148.
  • a plurality of interfering elements 170 are preferably arranged in the main inflow region 146 and in the main backflow region 148 for disturbing a fluid flow flowing through the main inflow region 146 and / or through the main backflow region 148.
  • the interfering elements 170 By means of the interfering elements 170, a uniform flow distribution in the main inflow region 146, the
  • Main backflow area 148 and / or in the connection area 150 are made possible.
  • interference elements 170 are identified in FIG. 5 with a reference symbol.
  • the interference elements 170 are preferably of identical design.
  • the interference elements 170 are arranged in a regular pattern.
  • the interfering elements 170 are preferably arranged offset to one another in the main flow direction.
  • Interfering elements 170 are arranged offset from one another.
  • a distance from partition elements 164, interference elements 170 and / or flow guiding elements 168 to one another is preferably at most approximately 20 mm, in particular at most approximately 15 mm.
  • a distance from partition elements 164 is preferably
  • Interfering elements 170 and / or flow guiding elements 168 to each other at most approximately 13 mm.
  • interference elements 170 are at least approximately, in particular completely, circular in cross section.
  • a turbulent flow can preferably be formed by means of the interference elements 170 in the main inflow region 146 and in the main backflow region 148, at least in an area surrounding the interference elements 170.
  • the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 5 preferably comprises in the connection area 150, in particular in the
  • Main connection area 152 two flow deflection elements 171, which are each connected to the partition element 164.
  • the flow deflection elements 171 are preferably designed in such a way that tempering medium emerging from the flow guide channels 166 by means of the flow deflection elements 171 also in the FIGS
  • Secondary connection area 154 of the connection area 150 is conductive.
  • the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 5 corresponds in structure and function to the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 1, so that reference is made to the above description thereof.
  • An embodiment of a temperature control element 100 shown in FIG. 6 differs from the embodiment of FIG.
  • Temperature control element 100 essentially in that in the main inflow area 146, in the main backflow area 148 and / or in
  • a turbulent flow can preferably be formed in the main inflow region 146 and in the main backflow region 148.
  • the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 6 corresponds in structure and function to the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 5, so that reference is made to the above description thereof.
  • An embodiment of a temperature control element 100 shown in FIG. 7 differs from the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 6 essentially in that interference elements 170 are also arranged in the connection area 150 of the temperature control channel structure 114.
  • the main inflow region 146 and the two main backflow regions 148 are likewise preferably separated from one another only by the partition wall element 164.
  • a turbulent flow can preferably also be formed in the main inflow region 146, in the main backflow region 148 and in the connection region 150.
  • connection area 150 are preferably further
  • the flow guide elements 168 are preferably arranged in an extension of the partition wall element 164, in particular in a linear alignment with the partition wall element 164.
  • Partition element 164 linearly aligned flow guide elements 168 are provided. Rather, the base body 112 of the temperature control element 100 in the connec tion area 150 can be shortened by bending the base body 112.
  • connection area 150 When a part of the secondary connection area 154 or the entire secondary connection area 154 is bent over to shorten the base body 112, the connection area 150 preferably has to be completely bent over, so that the main inflow area 146 and the
  • Main backflow area 148 always remain fluidly connected by means of main connection area 152.
  • connection region 150 It can be favorable if an arrangement of the interference elements 170 in the connection region 150 deviates from an arrangement of the interference elements 170 in the main flow region 146 and / or in the main backflow region 148.
  • a distance of the interference elements 170 from one another in the connection region 150 is less than a distance from the interference elements 170 to one another in the main inflow region 146 or in the main backflow region 148.
  • the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 7 corresponds in structure and function to the embodiment of the temperature control element 100 shown in FIG. 6, so that reference is made to the above description thereof.
  • a temperature control element 100 for a battery storage device 102 can be provided, which is simple and inexpensive to manufacture and by means of which battery modules 108 of a battery storage device 102 can be effectively temperature controlled.

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Abstract

Um ein Temperierelement, insbesondere ein Temperierelement für eine Batteriespeichervorrichtung, bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und mittels welchem insbesondere Batteriemodule einer Batteriespeichervorrichtung effektiv temperierbar sind, wird vorgeschlagen, dass das Temperierelement Folgendes umfasst: einen Grundkörper, welcher eine mit einem Temperiermedium durchströmbare Temperierkanalstruktur umfasst, die einen Hauptzuströmbereich, einen Hauptrückströmbereich und einen Verbindungsbereich umfasst, wobei der Verbindungsbereich den Hauptzuströmbereich und den Hauptrückströmbereich fluidisch miteinander verbindet und an einem Endbereich des Grundkörpers angeordnet ist, wobei eine Länge des Grundkörpers durch Verkürzen des Grundkörpers im Verbindungs- bereich einstellbar ist.

Description

Temperierelement, Batteriespeichervorrichtung, Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements und Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Temperierelement, insbesondere ein Temperierelement für eine Batteriespeichervorrichtung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Temperierelement, insbesondere ein Temperierelement für eine Batteriespeichervorrichtung, bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und mittels welchem insbesondere Batteriemodule einer Batteriespeichervorrichtung effektiv temperierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Temperierelement, insbe sondere durch ein Temperierelement für eine Batteriespeichervorrichtung, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das Temperierelement umfasst vorzugsweise Folgendes:
einen Grundkörper, welcher eine mit einem Temperiermedium durchströmbare Temperierkanalstruktur umfasst, die einen Hauptzuströmbereich, einen
Hauptrückströmbereich und einen Verbindungsbereich umfasst, wobei der Verbindungsbereich den Hauptzuströmbereich und den Hauptrückströmbereich fluidisch miteinander verbindet und an einem Endbereich des Grundkörpers angeordnet ist,
wobei eine Länge des Grundkörpers durch Verkürzen des Grundkörpers im Verbindungsbereich einstellbar ist.
Das Temperierelement ist insbesondere ein plattenförmiges
Temperierelement. Günstig kann es sein, wenn das Temperierelement ein sogenannter
"Rollbondboden" ist.
Die Temperierkanalstruktur umfasst vorzugsweise einen Temperierkanal einlass, mittels welchem ein Temperiermedium der Temperierkanalstruktur zuführbar ist, beispielsweise mittels einer Pumpenvorrichtung.
Als Temperiermedium ist vorzugsweise eine Temperierflüssigkeit,
beispielsweise Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch, der
Temperierkanalstruktur zuführbar.
Vorzugsweise umfasst die Temperierkanalstruktur ferner einen Temperier kanalauslass, mittels welchem ein Temperiermedium aus der Temperierkanal struktur abführbar ist, beispielsweise mittels einer Pumpenvorrichtung.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Temperierkanalstruktur nur einen Hauptzuströmbereich und mehrere Hauptrückströmbereiche umfasst.
Der Hauptzuströmbereich ist vorzugsweise in einer Hauptzuströmrichtung durchströmbar.
Günstig kann es sein, wenn der Hauptrückströmbereich in einer Hauptrück- strömrichtung durchströmbar ist.
Vorzugsweise verlaufen die Hauptzuströmrichtung und die Hauptrückström- richtung zumindest näherungsweise parallel zueinander.
Günstig kann es sein, wenn die Hauptzuströmrichtung in dem Hauptzuström bereich und/oder die Hauptrückströmrichtung in dem Hauptrückströmbereich entgegengesetzt zueinander verlaufen.
Vorzugsweise ist die Temperierkanalstruktur mit einem Temperiermedium laminar und/oder turbulent durchströmbar. Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass der Ver bindungsbereich einen oder mehrere Verkürzungsabschnitte umfasst, mittels welchen der Grundkörper im Verbindungsbereich verkürzbar ist.
Eine Länge des Grundkörpers ist vorzugsweise durch Entfernen oder
Abtrennen eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte einstellbar.
Der Verbindungsbereich umfasst vorzugsweise einen Hauptverbindungsbereich und einen Nebenverbindungsbereich.
Günstig kann es sein, wenn die Verkürzungsabschnitte in dem Nebenver bindungsbereich angeordnet sind.
Vorzugsweise verbindet der Verbindungsbereich den Hauptzuströmbereich und den Hauptrückströmbereich auch bei vollständig entferntem oder abge trenntem Nebenverbindungsbereich fluidisch miteinander.
Günstig kann es ferner sein, wenn der Verbindungsbereich vorzugsweise min destens zwei, insbesondere mindestens drei Verkürzungsabschnitte, umfasst.
Eine Länge des Grundkörpers ist vorzugsweise ferner durch Umformen, insbesondere durch Umbiegen, eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte einstellbar.
Vorzugsweise sind abhängig von einer Anzahl der Verkürzungsabschnitte des Grundkörpers verschiedene Längen des Grundkörpers einstellbar.
Ein Verkürzungsabschnitt des Verbindungsbereichs umfasst vorzugsweise einen oder mehrere parallel zueinander durchströmbare Zusatzkanäle. Ein oder mehrere Zusatzkanäle eines Verkürzungsabschnitts verbinden vor zugsweise den Hauptzuströmbereich und den Hauptrückströmbereich der Temperierkanalstruktur fluidisch miteinander.
Ein Verkürzungsabschnitt des Verbindungsbereichs ist vorzugsweise entfern bar, ohne dass eine fluidische Verbindung des Hauptzuströmbereichs und des Hauptrückströmbereichs unterbrochen wird.
Insbesondere sind sämtliche Verkürzungsabschnitte des Verbindungsbereichs entfernbar, ohne dass eine fluidische Verbindung des Hauptzuströmbereichs und des Hauptrückströmbereichs unterbrochen wird.
Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass die Tem perierkanalstruktur einen oder mehrere zwischen einem Temperierkanaleinlass und einem Temperierkanalauslass verlaufende Temperierkanäle umfasst
Ein Temperierkanal umfasst vorzugsweise einen Temperiermediumeinlass bereich und/oder einen oder mehrere Temperiermediumauslassbereiche.
Ein Temperiermediumeinlassbereich eines Temperierkanals bildet vorzugs weise den Hauptzuströmbereich der Temperierkanalstruktur.
Ein Temperiermediumauslassbereich eines Temperierkanals bildet vorzugs weise den Hauptrückströmbereich der Temperierkanalstruktur.
Es ist denkbar, dass ein Temperierkanal der Temperierkanalstruktur
mäanderförmig angeordnet und/oder ausgebildet ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Temperiermediumeinlassbereich eines Temperierkanals mäanderförmig angeordnet und/oder ausgebildet ist. Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass die Temperierkanalstruktur mehrere parallel zueinander verlaufende Strömungs führungskanäle umfasst.
Parallel zueinander angeordnete Strömungsführungskanäle sind vorzugsweise jeweils mittels eines Strömungsführungselements voneinander getrennt, ins besondere quer zu einer Durchströmungsrichtung der Strömungsführungs kanäle.
Günstig kann es sein, wenn die Temperierkanalstruktur nur bereichsweise parallel zueinander angeordnete Strömungsführungskanäle umfasst.
Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass der Grundkörper einen Temperierkanaleinlass und einen Temperierkanalauslass umfasst, wobei der Temperierkanaleinlass und der Temperierkanalauslass an einem dem Verbindungsbereich abgewandten Endbereich des Grundkörpers angeordnet sind.
Der Temperierkanaleinlass und der Temperierkanalauslass sind vorzugsweise an demselben Endbereich des Grundkörpers angeordnet.
Günstig kann es sein, wenn das Temperierelement einen Zuführanschluss umfasst, welcher mit dem Temperierkanaleinlass verbunden ist, und/oder wenn das Temperierelement einen Abführanschluss umfasst, welcher mit dem Temperierkanalauslass verbunden ist.
Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass in dem Hauptzuströmbereich und/oder in dem Hauptrückströmbereich der Temperier kanalstruktur ein oder mehrere Störelemente zum Stören einer durch den Hauptzuströmbereich und/oder durch den Hauptrückströmbereich strömenden Fluidströmung angeordnet sind. Mittels der Störelemente ist vorzugsweise eine thermische Verbindung zwischen zwei metallischen Bauteilen des Grundkörpers herstellbar.
Insbesondere ist Wärme mittels der Störelemente von einem ersten
metallischen Bauteil des Grundkörpers, in welchem die Temperierkanalstruktur ausgebildet ist, in ein zweites metallisches Bauteil des Grundkörpers ableitbar.
Vorzugsweise ist mittels miteinander verbundener Bereiche und/oder
Oberflächenabschnitte der zwei metallischen Bauteile Wärme zwischen den zwei metallischen Bauteilen austauschbar.
Vorzugsweise ist in dem Hauptzuströmbereich und/oder in dem Hauptrück- strömbereich eine Vielzahl von Störelementen angeordnet.
Beispielsweise ist es denkbar, dass einzelne oder mehrere Störelemente iden tisch ausgebildet sind.
Insbesondere ist es denkbar, dass in dem Hauptzuströmbereich und/oder in dem Hauptrückströmbereich mindestens ungefähr 50 vorzugsweise identisch ausgebildete Störelemente vorgesehen sind.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein oder mehrere Störelemente in einem Querschnitt zumindest näherungsweise, insbesondere vollständig, kreisförmig ausgebildet sind.
Vorzugsweise weisen die Störelemente in einem Querschnitt einen
Durchmesser von höchstens ungefähr 10 mm, insbesondere von höchstens ungefähr 5 mm, beispielsweise von ungefähr 2,5 mm, auf.
Günstig kann es ferner sein, wenn in dem Verbindungsbereich ein oder mehrere Störelemente zum Stören einer durch den Verbindungsbereich strömenden Fluidströmung angeordnet sind. Vorzugsweise ist mittels der Störelemente eine turbulente Strömung in dem Hauptzuströmbereich, dem Hauptrückströmbereich und/oder dem Verbin dungsbereich der Temperierkanalstruktur ausbildbar.
Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper zwei zumindest bereichsweise metallische Bauteile umfasst, wobei die metallischen Bauteile mittels der Stör elemente miteinander verbunden sind.
Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass der Hauptzuströmbereich und der Hauptrückströmbereich quer zu einer Haupt strömungsrichtung mittels eines oder mehrerer Trennwandungselemente von einander getrennt sind.
Der Hauptzuströmbereich und der Hauptrückströmbereich sind vorzugsweise nur mittels des Verbindungsbereichs fluidisch miteinander verbunden.
Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass der Grundkörper zwei zumindest bereichsweise miteinander verbundene metallische Bauteile umfasst.
Der Grundkörper wird vorzugsweise durch die zwei metallischen Bauteile gebildet, insbesondere durch nur bereichsweises Verbinden der zwei metallischen Bauteile miteinander.
Günstig kann es sein, wenn die Temperierkanalstruktur von den zwei miteinander zumindest bereichsweise verbundenen metallischen Bauteilen begrenzt wird.
Die zwei metallischen Bauteile sind vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise kalt verschweißt.
Die zwei metallischen Bauteile des Grundkörpers sind vorzugsweise platten förmige Lagen, insbesondere Metallbleche. Günstig kann es sein, wenn die zwei metallischen Bauteile des Grundkörpers durch "Rollbonden" miteinander verbunden sind.
Die Temperierkanalstruktur wird vorzugsweise von den zwei metallischen Bauteilen begrenzt.
Ein Abstand der Temperierkanalstruktur von einem Umfangsbereich des Grundkörpers beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 10 mm.
Vorzugsweise kann durch einen Abstand der Temperierkanalstruktur von einem Umfangsbereich des Grundkörpers von mindestens ungefähr 10 mm erreicht werden, dass der Grundkörper in einem Aufblasschritt beim Herstellen der Temperierkanalstruktur nicht beschädigt wird.
Günstig kann es sein, wenn die zwei metallischen Bauteile nur im Bereich der Temperierkanalstruktur nicht miteinander verbunden sind.
Trennwandungselemente, Störelemente und/oder Strömungsführungsele mente werden vorzugsweise durch die zwei metallischen Bauteile gebildet, insbesondere durch miteinander verbundene Bereiche und/oder Oberflächen abschnitte der zwei metallischen Bauteile.
Ein Abstand von Trennwandungselementen, Störelementen und/oder
Strömungsführungselementen zueinander beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 20 mm, insbesondere höchstens ungefähr 15 mm.
Günstig kann es sein, wenn ein Abstand von Trennwandungselementen, Störelementen und/oder Strömungsführungselementen zueinander höchstens ungefähr 13 mm beträgt. Insbesondere beträgt ein Abstand miteinander verbundener Bereiche und/oder Oberflächenabschnitte der zwei metallischen Bauteile höchstens ungefähr 15 mm, insbesondere höchstens ungefähr 13 mm.
Bei einer Ausgestaltung des Temperierelements ist vorgesehen, dass der Grundkörper eine Oberseite und eine Unterseite umfasst, wobei die Oberseite oder die Unterseite eben ausgebildet sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Oberfläche der Oberseite oder eine Oberfläche der Unterseite im Wesentlichen in einer Ebene verläuft.
Das erfindungsgemäße Temperierelement eignet sich insbesondere zur Ver wendung in einer Batteriespeichervorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ferner eine Batteriespeichervorrich tung.
Die Batteriespeichervorrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere erfin dungsgemäße Temperierelemente.
Vorzugsweise umfasst die Batteriespeichervorrichtung zwei oder mehr als zwei erfindungsgemäße Temperierelemente.
Günstig kann es sein, wenn die Batteriespeichervorrichtung ein Batterie speichergehäuse umfasst.
Ein Batteriespeichergehäuse der Batteriespeichervorrichtung umschließt vor zugsweise einen Innenraum, in welchem ein oder mehrere Batteriemodule aufnehmbar sind.
Vorzugsweise umfasst die Batteriespeichervorrichtung daher ein oder mehrere Batteriemodule, welche in dem Innenraum des Batteriespeichergehäuses auf genommen sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in dem Batteriespeichergehäuse mehrere, beispielsweise zwei, Reihen von Batteriemodulen angeordnet sind.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn die Batteriespeichervorrichtung zwei Reihen mit jeweils 6 bis 20, beispielsweise jeweils 8, Batteriemodulen umfasst.
Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass die Batteriespeichervorrichtung zwei Reihen mit jeweils 16 Batteriemodulen umfasst.
Vorzugsweise umfasst die Batteriespeichervorrichtung jeweils ein Temperier element zur Temperierung einer Reihe von Batteriemodulen.
Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Batteriemodule jeweils in thermischem und/oder unmittelbaren Kontakt mit einem oder mehreren Temperierelementen der Batteriespeichervorrichtung stehen.
Vorzugsweise umfasst die Batteriespeichervorrichtung eine Pumpenvorrich tung, mittels welcher ein Temperiermedium einer Temperierkanalstruktur eines oder mehrerer Temperierelemente zuführbar ist.
Vorzugsweise ist eine Länge des Grundkörpers des einen oder der mehreren Temperierelemente an eine Länge des Batteriespeichergehäuses angepasst, beispielsweise durch Entfernen oder Abtrennen eines oder mehrerer Ver kürzungsabschnitte eines Verbindungsbereichs des einen oder der mehreren Temperierelemente und/oder durch Umbiegen eines oder mehrerer Ver kürzungsabschnitte eines Verbindungsbereichs des einen oder der mehreren Temperierelemente.
Günstig kann es sein, wenn die Temperierkanalstruktur nach Entfernen oder Abtrennen eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte verschlossen ist, bei spielsweise stoffschlüssig. Die Temperierkanalstruktur ist nach Entfernen oder Abtrennen eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte vorzugsweise mittels eines Lötverfahrens, beispielsweise durch Hartlöten, mittels eines Schweißverfahrens, beispiels weise durch Aluminiumschweißen, mittels Ultraschallschweißens und/oder mittels Reibrührschweißen, verschlossen.
Günstig kann es sein, wenn ein Batteriespeichergehäuse der Batteriespeicher vorrichtung eine Länge im Bereich von ungefähr 1,0 m bis ungefähr 4,0 m aufweist.
Ein Batteriespeichergehäuse der Batteriespeichervorrichtung weist vorzugs weise eine Länge von ungefähr 1,6 m auf.
Wenn eine Batteriespeichervorrichtung zwei Reihen mit jeweils 16
Batteriemodulen umfasst, kann vorgesehen sein, dass ein
Batteriespeichergehäuse der Batteriespeichervorrichtung eine Länge von ungefähr 3,0 m aufweist.
Eine derartige Batteriespeichervorrichtung eignet sich vorzugsweise zu Verwendung in Bussen und Lastkraftwagen.
Die erfindungsgemäße Batteriespeichervorrichtung weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperierelement beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Temperierelement ferner einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie speichervorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements, insbesondere eines Temperierelements für eine Batterie speichervorrichtung. Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements, insbesondere eines Temperierele ments für eine Batteriespeichervorrichtung, bereitzustellen, mittels welchem ein Temperierelement einfach und kostengünstig herstellbar ist, wobei mittels dem Temperierelement insbesondere Batteriemodule einer Batteriespeicher vorrichtung effektiv temperierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements, insbesondere eines Temperierelements für eine Batteriespeichervorrichtung, mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Das Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements, insbesondere eines erfindungsgemäßen Temperierelements, umfasst vorzugsweise Folgendes: Bereitstellen zweier metallischer Bauteile;
Herstellen eines Grundkörpers durch bereichsweises Verbinden von Ober flächenabschnitten der zwei metallischen Bauteile,
Herstellen einer mit einem Temperiermedium durchströmbaren Temperier kanalstruktur durch Erzeugen eines Hohlraums zwischen nicht miteinander verbundenen Oberflächenabschnitten der zwei metallischen Bauteile, wobei die Temperierkanalstruktur einen Hauptzuströmbereich, einen
Hauptrückströmbereich und einen Verbindungsbereich umfasst, wobei der Verbindungsbereich den Hauptzuströmbereich und den Hauptrückströmbereich fluidisch miteinander verbindet und an einem Endbereich des Grundkörpers angeordnet ist,
wobei beim Herstellen der Temperierkanalstruktur ein oder mehrere Ver kürzungsabschnitte des Verbindungsbereichs hergestellt werden, mittels welchen der Grundkörper im Verbindungsbereich verkürzbar ist.
Günstig kann es sein, wenn die zwei metallischen Bauteile durch Walzen mit einander verbunden werden.
Die zwei metallischen Bauteile werden vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere kalt verschweißt. Die zwei metallischen Bauteile werden insbesondere durch Walzen stoff schlüssig miteinander verbunden.
Insbesondere werden zwei metallischen Bauteile zum Verbinden der zwei metallischen Bauteile mit einer Walzkraft von mindestens ungefähr 500 Tonnen gewalzt.
Vorzugsweise weisen die zwei metallischen Bauteile vor dem Verbinden jeweils eine Materialdicke von mindestens ungefähr 2 mm und/oder von höchstens ungefähr 10 mm, beispielsweise von ungefähr 4 mm, auf.
Günstig kann es sein, wenn die zwei metallischen Bauteile nach dem Verbin den jeweils eine Materialdicke von mindestens ungefähr 0,5 mm und/oder von höchstens ungefähr 2 mm, beispielsweise von ungefähr 1 mm, aufweisen.
Die zwei metallischen Bauteile umfassen vorzugsweise ein metallisches Material oder sind aus diesem gebildet.
Günstig kann es sein, wenn die zwei metallischen Bauteile vor dem Herstellen des Grundkörpers erhitzt werden, beispielsweise auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 300°C, insbesondere wenn die zwei metallischen
Bauteile vor dem Herstellen des Grundkörpers eine besonders große
Materialdicke aufweisen.
Die zwei metallischen Bauteile des Grundkörpers sind vorzugsweise platten förmige Lagen, insbesondere Metallbleche.
Das metallische Material der metallischen Bauteile ist vorzugsweise
Aluminium, insbesondere Reinaluminium.
Unter Reinaluminium werden im Rahmen dieser Beschreibung und der beige fügten Ansprüche insbesondere Aluminiumlegierungen mit einem Aluminium- anteil von mindestens ungefähr 99 Gew.-%, insbesondere Reinaluminium nach DIN 1712, verstanden.
Die metallischen Bauteile werden beim Herstellen des Grundkörpers insbeson dere kalt verschweißt.
Günstig kann es sein, wenn die metallischen Bauteile, insbesondere der Grundkörper, nach dem Herstellen des Grundkörpers weichgeglüht werden.
Beim Erzeugen des Hohlraums werden vorzugsweise eines oder beide metalli schen Bauteile umgeformt, insbesondere plastisch verformt.
Der Hohlraum wird vorzugsweise durch Aufblasen des Grundkörpers mit einem Druckfluid erzeugt, beispielsweise durch Aufblasen mittels Pressluft.
Günstig kann es sein, wenn der Hohlraum durch Aufblasen des Grundkörpers mit einem Fluiddruck im Bereich von ungefähr 75 bar bis ungefähr 150 bar, beispielsweise mit einem Fluiddruck im Bereich von 90 bar bis ungefähr 130 bar, erzeugt wird.
Günstig kann es ferner sein, wenn vor dem Erzeugen des Hohlraums eine Einblasöffnung erzeugt wird, beispielsweise durch Einbringen eines Doms zwischen die zwei metallischen Bauteile.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Herstellen eines Temperier elements ist vorgesehen, dass vor dem Herstellen des Grundkörpers ein Trennmaterial bereichsweise auf eines der zwei metallischen Bauteile aufge bracht, insbesondere aufgedruckt, wird.
Günstig kann es sein, wenn das Trennmaterial mittels eines Siebdruckverfah rens auf eines der zwei metallischen Bauteile aufgedruckt wird. Beim Aufbringen des Trennmaterials wird das Trennmaterial vorzugsweise in einem Muster der Temperierkanalstruktur auf eines der zwei metallischen Bauteile aufgebracht, insbesondere aufgedruckt.
Insbesondere entspricht ein Muster, in welchem das Trennmaterial auf eines der zwei Bauteile aufgebracht wird, einem Verlauf der Temperierkanalstruktur.
Günstig kann es sein, wenn das Trennmaterial beim Herstellen des Grund körpers zwischen den zwei metallischen Bauteilen angeordnet ist.
Vorzugsweise werden die zwei metallischen Bauteile beim Herstellen des Grundkörpers an Oberflächenabschnitten der zwei Bauteile, zwischen welchen das Trennmaterial angeordnet ist, nicht miteinander verbunden.
Das Trennmaterial umfasst vorzugsweise Kohlenstoff, beispielsweise Graphit, oder besteht aus diesem.
Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass das Trennmaterial ein Titanoxid umfasst oder aus diesem gebildet ist.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Herstellen eines Temperierele ments ist vorgesehen, dass die zwei metallischen Bauteile eine voneinander verschiedene Härte und/oder eine voneinander verschiedene Dicke aufweisen.
Günstig kann es sein, wenn die zwei metallischen Bauteile eine voneinander verschiedene Metalllegierung umfassen oder aus dieser gebildet sind.
Vorzugsweise kann somit erreicht werden, dass beim Herstellen der Kanal struktur nur eines der zwei metallischen Bauteile umgeformt, insbesondere plastisch verformt, wird. Insbesondere kann erreicht werden, dass eine Oberseite oder eine Unterseite des Grundkörpers nach dem Herstellen der Temperierkanalstruktur eben aus gebildet ist.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Herstellen eines Temperierele ments ist vorgesehen, dass ein Temperierkanaleinlass und/oder ein Tempe rierkanalauslass der Temperierkanalstruktur an einem dem Verbindungs bereich abgewandten Endbereich des Grundkörpers angeordnet werden.
Vorzugsweise bilden der Temperierkanaleinlass und/oder der Temperierkanal auslass einen Referenzpunkt für das Herstellen des Grundkörpers, insbe sondere beim Verbinden der zwei metallischen Bauteile durch Walzen.
Beim Herstellen des Grundkörpers auftretende Längentoleranzen aufgrund verschiedener Temperaturen der zwei metallischen Bauteile und/oder aufgrund von Unterschieden in der Kristallstruktur des metallischen Materials der zwei metallischen Bauteile und/oder aufgrund von Unterschieden der Materialdicke der zwei metallischen Bauteile vor dem Herstellen des Grundkörpers wirken sich dabei vorzugsweise hauptsächlich an dem Endbereich aus, an welchem der Verbindungsbereich angeordnet ist, und sind durch Verkürzen des Grund körpers mittels der Verkürzungsabschnitte vorzugsweise ausgleichbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperierelement und/oder der erfindungsgemäßen Batteriespeichervorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Vorzugsweise weisen das erfindungsgemäße Temperierelement und/oder die erfindungsgemäße Batteriespeichervorrichtung ferner einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervorrichtung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervorrichtung bereitzustellen, mittels welchem eine Batteriespeichervorrichtung einfach und kostengünstig herstell bar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Das Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervorrichtung umfasst vor zugsweise Folgendes:
Bereitstellen eines Batteriespeichergehäuses, welches einen Innenraum zur Aufnahme von Batteriemodulen umschließt;
Herstellen eines oder mehrerer Temperierelemente für eine Batteriespeicher vorrichtung unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Her stellen eines Temperierelements, insbesondere Bereitstellen eines oder meh rerer erfindungsgemäßer Temperierelemente;
Anpassen einer Länge des einen oder der mehreren Temperierelemente an eine Länge des Innenraums des Batteriespeichergehäuses durch Verkürzen des Grundkörpers des einen oder der mehreren Temperierelemente im Verbin dungsbereich.
Beispielsweise ist es denkbar, dass der Grundkörper des einen oder der meh reren Temperierelemente zum Verkürzen des Grundkörpers im Verbindungs bereich umgebogen wird, insbesondere im Wesentlichen senkrecht.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass der Grundkörper des einen oder der mehreren Temperierelemente durch Entfernen oder Abtrennen eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte eines Verbindungsbereichs der Temperierkanalstruktur verkürzt wird. Vorzugsweise wird die nach dem Entfernen oder Abtrennen eines oder meh rerer Verkürzungsabschnitte offene Temperierkanalstruktur wieder ver schlossen, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig.
Günstig kann es sein, wenn die nach dem Entfernen oder Abtrennen eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte offene Temperierkanalstruktur stoff schlüssig verschlossen wird, beispielsweise mittels eines Lötverfahrens, ins besondere durch Hartlöten, mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere durch Aluminiumschweißen, mittels Ultraschallschweißens und/oder mittels Reibrührschweißens.
Günstig kann es sein, wenn ein Abstand eines Verschweißungsbereichs von einem Trennbereich, an welchem ein oder mehrere Verkürzungsabschnitte entfernt oder abgetrennt werden, für das Ultraschallschweißen vorzugsweise mindestens ungefähr 10 mm, insbesondere mindestens ungefähr 20 mm, beträgt.
Vorzugsweise kann durch Verkürzen des Grundkörpers im Verbindungsbereich eine Gesamtmasse des Temperierelements und/oder der Batteriespeichervor richtung reduziert werden.
Insbesondere kann durch Vorsehen der Verkürzungsabschnitte unabhängig von auftretenden Längentoleranzen eine effektive Temperierung und/oder Kühlung sämtlicher Batteriemodule der Batteriespeichervorrichtung erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervor richtung weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperierelement und/oder der erfindungsgemäßen Batteriespeichervorrichtung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements beschriebenen Merkmale und/oder Vor teile auf. Vorzugsweise weisen das erfindungsgemäße Temperierelement und/oder die erfindungsgemäße Batteriespeichervorrichtung und/oder das erfindungs gemäße Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements ferner einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Weitere Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nach folgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungs beispielen.
In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Batteriespeichervorrich- tung, welche zwei Temperierelemente umfasst;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung zweier metallischer
Bauteile vor dem Verbinden der beiden metallischen Bau teile, wobei ein Trennmaterial auf eines der metallischen Bauteile aufgebracht ist;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung der zwei metallischen
Bauteile aus Fig. 2 nach dem Verbinden der zwei
metallischen Bauteile;
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung der zwei metallischen
Bauteile aus den Fig. 2 und 3, wobei eine
Temperierkanalstruktur durch Erzeugen eines Hohlraums zwischen nicht miteinander verbundenen Ober
flächenabschnitten der zwei metallischen Bauteile hergestellt ist; Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausfüh rungsform eines Temperierelements;
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausfüh rungsform eines Temperierelements; und
Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausfüh rungsform eines Temperierelements.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt zwei als Ganzes mit 100 bezeichnete Temperierelemente für eine Batteriespeichervorrichtung 102.
Die Batteriespeichervorrichtung 102 umfasst vorzugsweise ein Batterie speichergehäuse 104.
Das Batteriespeichergehäuse 104 der Batteriespeichervorrichtung 102 umschließt vorzugsweise einen Innenraum 106.
In dem Innenraum 106 des Batteriespeichergehäuses 104 sind vorzugsweise mehrere Batteriemodule 108 aufnehmbar.
Ein Batteriemodul 108 umfasst vorzugsweise eine oder mehrere in den Figuren nicht zeichnerisch dargestellte Batteriezellen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Batteriespeichervorrich tung 102 sind vorzugsweise zwei Reihen 110 von Batteriemodulen 108 in dem Innenraum 106 des Batteriespeichergehäuses 104 angeordnet. Die Batteriespeichervorrichtung 102 umfasst dabei vorzugsweise jeweils ein Temperierelement 100 zur Temperierung einer Reihe 110 von Batteriemodulen 108.
Mittels der beiden Temperierelemente 100 der Batteriespeichervorrichtung 102 sind die Batteriemodule 108 vorzugsweise temperierbar, das heißt insbe sondere kühlbar und/oder erwärmbar.
Die Temperierelemente 100 umfassen vorzugsweise jeweils einen Grundkörper 112.
Der Grundkörper 112 der Temperierelemente 100 umfasst vorzugsweise eine Temperierkanalstruktur 114.
Zum Temperieren der Batteriemodule 108 ist vorzugsweise ein
Temperiermedium, beispielsweise Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch, durch die Temperierkanalstruktur 114 hindurch leitbar.
Der Grundkörper 112 und/oder die Temperierkanalstruktur 114 sind vorzugs weise mittels "Rollbonden" hergestellt.
Die Herstellung des Grundkörpers 112 und/oder der Temperierkanalstruktur 114 ist schematisch anhand der Fig. 2 bis 4 dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung zweier metallischer Bauteile 116, welche aufeinander angeordnet sind.
Die zwei metallischen Bauteile 116 sind vorzugsweise plattenförmige Lagen 118, insbesondere Metallbleche 120.
Die metallischen Bauteile 116 umfassen vorzugsweise ein metallisches Mate rial 122 oder sind aus diesem gebildet. Das metallische Material 122 der metallischen Bauteile 116 ist vorzugsweise Aluminium, insbesondere Reinaluminium.
Wie in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, wird auf eines der zwei metallischen Bauteile 116 ein Trennmaterial 124 bereichsweise aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt.
Das Trennmaterial 124 umfasst vorzugsweise Kohlenstoff, beispielsweise Graphit, oder besteht aus diesem.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es möglich, dass das Trennmaterial 124 ein Titanoxid umfasst oder aus diesem gebildet ist.
Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Trennmaterial 124 in einem Muster auf eines der zwei metallischen Bauteile 116 aufgebracht, insbesondere aufgedruckt, wird.
Das Trennmaterial 124 wird beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens auf eines der zwei metallischen Bauteile 116 aufgedruckt.
Ein Muster, in welchem das Trennmaterial 124 auf das metallische Bauteil 116 aufgebracht wird, entspricht vorzugsweise einem Verlauf der herzustellenden Temperierkanalstruktur 114.
Wie in Fig. 2 ferner deutlich zu erkennen ist, werden die zwei metallischen Bauteile 116 nach dem Aufbringen des Trennmaterials 124 so angeordnet, dass das Trennmaterial 124 zwischen den zwei metallischen Bauteilen 116 angeordnet ist.
Vorzugsweise verbleibt dabei zwischen den zwei metallischen Bauteilen 116 ein Spalt 125. Wie in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, weisen die zwei metallischen Bauteile vor dem Verbinden vorzugsweise jeweils eine Materialdicke 126 von min destens ungefähr 2 mm und/oder von höchstens ungefähr 10 mm, beispiels weise von ungefähr 4 mm, auf.
Fig. 3 zeigt einen an den Verfahrensschritt aus Fig. 2 anschließenden
Verfahrensschritt.
Die zwei metallischen Bauteile 116 werden vorzugsweise an Oberflächen abschnitten 128, an welchen kein Trennmaterial 124 zwischen den zwei metallischen Bauteilen 116 angeordnet ist, miteinander verbunden.
Die zwei metallischen Bauteile 116 werden dabei insbesondere durch Walzen stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere kalt verschweißt.
Beim Walzen werden die zwei metallischen Bauteile 116 vorzugsweise mit einer Walzkraft von ungefähr 500 t gewalzt, so dass eine Materialdicke 126 der zwei metallischen Bauteile 116 vor dem Verbinden (vgl. Fig. 2) größer ist als eine Materialdicke 130 der zwei metallischen Bauteile 116 nach dem Ver binden (vgl. Fig. 2).
Die zwei metallischen Bauteile 116 werden insbesondere durch "Rollbonden" miteinander verbunden.
Die zwei metallischen Bauteile 116 weisen nach dem Verbinden vorzugsweise eine Materialdicke 130 von mindestens ungefähr 0,5 mm und/oder von höchstens ungefähr 2 mm, beispielsweise von ungefähr 1 mm, auf.
Nach dem Verbinden der zwei metallischen Bauteile 116 sind die zwei metallischen Bauteile 116 an den Oberflächenabschnitten 128 vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere kalt verschweißt und bilden vorzugsweise einen Grundkörper 112. An Oberflächenabschnitten 132, an welchen Trennmaterial 124 zwischen den zwei metallischen Bauteilen 116 angeordnet ist, sind die zwei metallischen Bauteile 116 nach dem Verbinden vorzugsweise nicht miteinander verbunden.
Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper 112 nach dem Herstellen desselben und/oder vor Herstellen einer Temperierkanalstruktur 114 weichgeglüht wird.
Fig. 4 zeigt einen an den Verfahrensschritt aus Fig. 3 anschließenden Ver fahrensschritt, in welchem eine Temperierkanalstruktur 114 durch Erzeugen eines Hohlraums 134 zwischen den nicht miteinander verbundenen Ober flächenabschnitten 132 der zwei metallischen Bauteile 116 hergestellt wird.
Beim Erzeugen des Hohlraums 134 werden vorzugsweise eines oder beide der zwei metallischen Bauteile 116 umgeformt, insbesondere plastisch verformt.
Der Hohlraum 134 wird vorzugsweise durch Aufblasen mit einem Druckfluid, insbesondere mit einem Fluiddruck im Bereich von ungefähr 75 bar bis unge fähr 150 bar, beispielsweise mit einem Fluiddruck im Bereich von 90 bar bis ungefähr 130 bar, aufgeblasen.
Zum Erzeugen des Hohlraums 134 wird beispielsweise eine in den Figuren nicht zeichnerisch dargestellte Einblasöffnung erzeugt, indem ein Dorn zwischen die zwei metallischen Bauteile 116 eingebracht wird.
Ein Abstand miteinander verbundener Bereiche und/oder
Oberflächenabschnitte 128 der zwei metallischen Bauteile 116 beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 15 mm, insbesondere höchstens ungefähr 13 mm.
Vorzugsweise kann somit beim Erzeugen des Hohlraums 134 durch Aufblasen eine ausreichende Verbindung der zwei metallischen Bauteile 116 miteinander gewährleistet werden. Die zwei metallischen Bauteile 116 weisen vorzugsweise eine voneinander ver schiedene Härte auf.
Eine voneinander verschiedene Härte der zwei metallischen Bauteile 116 ist vorzugsweise durch Vorsehen verschiedener Metalllegierungen realisierbar.
Vorzugsweise kann durch Vorsehen voneinander verschiedener Härten der zwei metallischen Bauteile 116 erreicht werden, dass beim Herstellen der Temperierkanalstruktur 114 und/oder beim Erzeugen des Hohlraums 134 nur eines der zwei metallischen Bauteile 116 umgeformt wird, insbesondere das metallische Bauteil 116, welches eine weichere Metalllegierung umfasst oder aus dieser gebildet ist.
Wenn nur eines der beiden metallischen Bauteile 116 beim Herstellen der Temperierkanalstruktur 114 umgeformt, insbesondere plastisch verformt, wird, kann vorzugsweise erreicht werden, dass eine Oberseite oder eine Unterseite 136 des Grundkörpers 112 nach dem Herstellen der Temperier kanalstruktur 114 eben ausgebildet ist.
Wenn eine Oberseite und/oder eine Unterseite 136 des Grundkörpers 112 eben ausgebildet ist, kann vorzugsweise erreicht werden, dass ein Temperie relement 100 in einer Batteriespeichervorrichtung 102 in thermischen und/oder unmittelbaren Kontakt mit den Batteriemodulen 108 der Batterie speichervorrichtung 102 bringbar ist.
In Fig. 4 ist die in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellte Temperierkanal struktur 114 deutlich zu erkennen.
Bei dem in den Fig. 2 bis 4 schematisch dargestellten Verfahren zum Her stellen eines Temperierelements 100 können aufgrund variierender Prozess parameter beim Herstellen des Temperierelements 100 Längentoleranzen auf- treten. Möglicherweise variierende Prozessparameter umfassen dabei beispielsweise die Temperaturen der zwei metallischen Bauteile 116 vor dem Verbinden der selben, Unterschiede in der Kristall Struktur des metallischen Materials 122 der zwei metallischen Bauteile 116 und/oder Unterschiede der Materialdicke 126 der zwei metallischen Bauteile 116 vor dem Herstellen des Grundkörpers 112.
Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, umfasst die Temperierkanalstruktur 114 der beiden Temperierelemente 100 jeweils einen Temperierkanaleinlass 138 und einen Temperierkanalauslass 140.
Der Temperierkanaleinlass 138 und der Temperierkanalauslass 140 der Temperierkanalstruktur 114 sind vorzugsweise an einem Endbereich 142 des Grundkörpers 112 des Temperierelements 100 angeordnet.
Vorzugsweise bilden der Temperierkanaleinlass 138 und/oder der Temperier kanalauslass 140 dabei einen Referenzpunkt für das Herstellen des Grund körpers 112, insbesondere beim Verbinden der zwei metallischen Bauteile 116 durch Walzen (vgl. Fig. 2 bis 4).
Längentoleranzen aufgrund von Unterschieden in den Prozessparametern wirken sich dabei vorzugsweise hauptsächlich an dem Endbereich 142 des Grundkörpers 112 aus, welcher dem Endbereich 142 abgewandt ist, an welchem der Temperierkanaleinlass 138 und der Temperierkanalauslass 140 angeordnet sind.
Für eine zuverlässige Temperierung der im Innenraum 106 des
Batteriespeichergehäuses 104 angeordneten Batteriemodule 108,
insbesondere des an dem Endbereich 142, welcher dem Temperierkanaleinlass 138 und dem Temperierkanalauslass 140 abgewandt ist, angeordneten
Batteriemoduls 108, müsste das Temperierelement 100 und/oder das
Batteriespeichergehäuse 104 überdimensioniert werden, so dass auch im Fall eines aufgrund von Längentoleranzen eigentlich zu kleinen Temperierelements 100 eine ausreichende Temperierleistung bereitgestellt werden kann.
Ein Verzicht auf eine derartige Überdimensionierung kann wiederum zu einer nicht ausreichenden Temperierung eines Batteriemoduls 108 führen.
Um eine zuverlässige Temperierung sämtlicher Batteriemodule 108 einerseits und eine kompakte Baugröße der Batteriespeichervorrichtung 102 andererseits erreichen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Länge 144 des Grundkörpers 112 durch Verkürzen des Grundkörpers 112 einstellbar ist.
Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, umfasst die Temperierkanalstruktur 114 einen Hauptzuströmbereich 146, einen Hauptrückströmbereich 148 und einen Verbindungsbereich 150, welcher den Hauptzuströmbereich 146 fluidisch mit dem Hauptrückströmbereich 148 verbindet.
Der Hauptzuströmbereich 146, der Hauptrückströmbereich 148 und der Ver bindungsbereich 150 umfassen oder bilden dabei mindestens einen Tempe rierkanal 151.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Temperierkanal 151 einen Temperier mediumeinlassbereich und/oder einen oder mehrere Temperiermediumaus lassbereiche umfasst.
Vorzugsweise bildet ein Temperiermediumeinlassbereich des Temperierkanals 151 den Hauptzuströmbereich 146 der Temperierkanalstruktur 114.
Günstig kann es ferner sein, wenn ein Temperiermediumauslassbereich des Temperierkanals 151 den Hauptrückströmbereich 148 der Temperierkanal struktur 114 bildet. Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, ist der Temperierkanal 151 der Tempe rierelemente 100 abschnittsweise mäanderförmig angeordnet und/oder aus gebildet.
Insbesondere ist der Temperiermediumeinlassbereich des Temperierkanals 151 mäanderförmig ausgebildet.
Eine Länge 144 des Grundkörpers 112 ist vorzugsweise durch Verkürzen des Grundkörpers 112 im Verbindungsbereich 150 einstellbar.
Der Verbindungsbereich 150 umfasst vorzugsweise einen Hauptverbindungs bereich 152 und einen Nebenverbindungsbereich 154.
Günstig kann es sein, wenn der Verbindungsbereich 150, insbesondere der Hauptverbindungsbereich 152, den Hauptzuströmbereich 146 und den Hauptrückströmbereich 148 auch bei vollständig abgetrenntem Nebenverbin dungsbereich 154 fluidisch miteinander verbindet.
Vorzugsweise umfasst der Verbindungsbereich 150, insbesondere der Nebenverbindungsbereich 154, mehrere Verkürzungsabschnitte 156, mittels welchen der Grundkörper 112 im Verbindungsbereich 150 verkürzbar ist, insbesondere ohne eine fluidische Verbindung des Hauptzuströmbereichs 146 und des Hauptrückströmbereichs 148 im Hauptverbindungsbereich 152 zu unterbrechen.
Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, umfasst der Verbindungsbereich 150 drei Verkürzungsabschnitte 156.
Die Länge 144 des Grundkörpers 112 ist dabei vorzugsweise durch Entfernen oder Abtrennen eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte 156 einstellbar. Alternativ oder ergänzend ist die Länge 144 des Grundkörpers 112 durch Umformen des Grundkörpers 112, insbesondere durch Umbiegen eines oder mehrerer Verkürzungsabschnitte 156, einstellbar.
Vorzugsweise sind dabei abhängig von einer Anzahl der entfernten, abge trennten und/oder umgebogenen Verkürzungsabschnitte 156 des Grund körpers 112 verschiedene Längen 144 des Grundkörpers 112 einstellbar.
Die Verkürzungsabschnitte 156 des Verbindungsbereichs 150 umfassen vor zugsweise jeweils parallel zueinander durchströmbare Zusatzkanäle 158.
Eine in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform des Temperierelements 100 unter scheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Temperier elements 100 im Wesentlichen dadurch, dass der Hauptzuströmbereich 146 und der Hauptrückströmbereich 148 jeweils nicht mäanderförmig ausgebildet sind.
Die Temperierkanalstruktur 114 umfasst vorzugsweise einen Hauptzuström bereich 146 und zwei Hauptrückströmbereiche 148.
Vorzugsweise ist der Hauptzuströmbereich 146 in einer Hauptzuströmrichtung 160 durchström bar.
Vorzugsweise ist der Hauptrückströmbereich 148 in einer Hauptrück- strömrichtung 162 durchströmbar.
Günstig kann es sein, wenn die Hauptzuströmrichtung 160 und die
Hauptrückströmrichtung 162 zumindest näherungsweise parallel zueinander verlaufen.
Die Hauptzuströmrichtung 160 und die Hauptrückströmrichtung 162 verlaufen vorzugsweise entgegengesetzt zueinander. Der Hauptzuströmbereich 146 und die beiden Hauptrückströmbereiche 148 sind vorzugsweise quer zu einer Hauptströmungsrichtung mittels eines
Trennwandungselements 164 voneinander getrennt.
Das Trennwandungselement 164 ist vorzugsweise im Wesentlichen U-förmig.
Der Hauptzuströmbereich 146 und der Hauptrückströmbereich 148 sind vor zugsweise nur mittels des Verbindungsbereichs 150, insbesondere nur mittels des Hauptverbindungsbereichs 152, fluidisch miteinander verbunden.
Vorzugsweise umfasst die Temperierkanalstruktur 114 mehrere parallel zueinander verlaufende Strömungsführungskanäle 166.
Die Strömungsführungskanäle 166 verlaufen insbesondere nur bereichsweise durch den Hauptzuströmbereich 146 und den Hauptrückströmbereich 148.
Die Strömungsführungskanäle 166 sind vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
Günstig kann es sein, wenn parallel zueinander angeordnete Strömungs führungskanäle 166 mittels eines Strömungsführungselements 168 voneinan der getrennt sind, insbesondere quer zu einer Durchströmungsrichtung.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des Temperierelements 100 sind die Strömungsführungselemente 168 im Wesentlichen linear ausgebildet und erstrecken sich jeweils im Wesentlichen durch den Hauptzuströmbereich 146 und den Hauptrückströmbereich 148.
Vorzugsweise sind in dem Hauptzuströmbereich 146 und in dem Hauptrück strömbereich 148 mehrere Störelemente 170 zum Stören einer durch den Hauptzuströmbereich 146 und/oder durch den Hauptrückströmbereich 148 strömenden Fluidströmung angeordnet. Mittels der Störelemente 170 kann vorzugsweise ferner eine gleichmäßige Strömungsverteilung in dem Hauptzuströmbereich 146, dem
Hauptrückströmbereich 148 und/oder in dem Verbindungsbereich 150 ermöglicht werden.
Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Fig. 5 nur einzelne der Störelemente 170 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Störelemente 170 sind vorzugsweise identisch ausgebildet.
Vorzugsweise sind die Störelemente 170 in einem regelmäßigen Muster ange ordnet.
Die Störelemente 170 sind vorzugsweise in der Hauptströmungsrichtung versetzt zu einander angeordnet.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn mehrere Reihen von
Störelementen 170 versetzt zueinander angeordnet sind.
Ein Abstand von Trennwandungselementen 164, Störelementen 170 und/oder Strömungsführungselementen 168 zueinander beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 20 mm, insbesondere höchstens ungefähr 15 mm.
Vorzugsweise beträgt ein Abstand von Trennwandungselementen 164,
Störelementen 170 und/oder Strömungsführungselementen 168 zueinander höchstens ungefähr 13 mm.
Günstig kann es sein, wenn die Störelemente 170 in einem Querschnitt zumindest näherungsweise, insbesondere vollständig, kreisförmig ausgebildet sind. Mittels der Störelemente 170 ist vorzugsweise eine turbulente Strömung in dem Hauptzuströmbereich 146 und in dem Hauptrückströmbereich 148 aus bildbar, zumindest in einem die Störelemente 170 umgebenden Bereich.
Die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform des Temperierelements 100 umfasst vorzugsweise im Verbindungsbereich 150, insbesondere im
Hauptverbindungsbereich 152, zwei Strömungsumlenkelemente 171, welche jeweils mit dem Trennwandungselement 164 verbunden sind.
Die Strömungsumlenkelemente 171 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass aus den Strömungsführungskanälen 166 austretendes Temperiermedium mittels der Strömungsumlenkelemente 171 auch in den
Nebenverbindungsbereich 154 des Verbindungsbereichs 150 leitbar ist.
Im Übrigen stimmt die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform des Temperier elements 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Temperierelements 100 überein, so dass auf deren vor stehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform eines Temperierelements 100 unterscheidet sich von der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des
Temperierelements 100 im Wesentlichen dadurch, dass im Hauptzuström bereich 146, im Hauptrückströmbereich 148 und/oder im
Hauptverbindungsbereich 152 keine Strömungsführungskanäle 166
ausgebildet sind.
Im Hauptzuströmbereich 146 sowie im Hauptrückströmbereich 148 ist lediglich eine Vielzahl von Störelementen 170 angeordnet.
Aufgrund der Störelemente 170 ist in dem Hauptzuströmbereich 146 und in dem Hauptrückströmbereich 148 vorzugsweise eine turbulente Strömung ausbildbar. Im Übrigen stimmt die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform des Temperier elements 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des Temperierelements 100 überein, so dass auf deren vor stehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform eines Temperierelements 100 unterscheidet sich von der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform des Temperierelements 100 im Wesentlichen dadurch, dass auch im Verbindungs bereich 150 der Temperierkanalstruktur 114 Störelemente 170 angeordnet sind.
Der Hauptzuströmbereich 146 und die beiden Hauptrückströmbereiche 148 sind vorzugsweise ebenfalls lediglich durch das Trennwandungselement 164 voneinander getrennt.
Da im Hauptzuströmbereich 146, im Hauptrückströmbereich 148 und im Verbindungsbereich 150 vorzugsweise eine Vielzahl von Störelementen 170 angeordnet ist, ist im Hauptzuströmbereich 146, im Hauptrückströmbereich 148 und im Verbindungsbereich 150 vorzugsweise ebenfalls eine turbulente Strömung ausbildbar ist.
Im Verbindungsbereich 150 sind vorzugsweise ferner
Strömungsführungselemente 168 angeordnet.
Die Strömungsführungselemente 168 sind vorzugsweise in einer Verlängerung des Trennwandungselements 164 angeordnet, insbesondere linear fluchtend mit dem Trennwandungselement 164.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass jeweils vier mit dem
Trennwandungselement 164 linear fluchtende Strömungsführungselemente 168 vorgesehen sind. Vielmehr ist der Grundkörper 112 des Temperierelements 100 im Verbin dungsbereich 150 durch Umbiegen des Grundkörpers 112 verkürzbar.
Beim Umbiegen eines Teils des Nebenverbindungsbereichs 154 oder des ganzen Nebenverbindungsbereichs 154 zum Verkürzen des Grundkörpers 112 muss vorzugsweise auf ein vollständiges Umbiegen des Verbindungsbereichs 150 verzichtet werden, so dass der Hauptzuströmbereich 146 und der
Hauptrückströmbereich 148 stets mittels des Hauptverbindungsbereichs 152 fluidisch verbunden bleiben.
Günstig kann es sein, wenn eine Anordnung der Störelemente 170 im Verbin dungsbereich 150 von einer Anordnung der Störelemente 170 im Hauptzu strömbereich 146 und/oder im Hauptrückströmbereich 148 abweicht.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Abstand der Störelemente 170 zueinander im Verbindungsbereich 150 geringer ist als ein Abstand der Störelemente 170 zueinander im Hauptzuströmbereich 146 oder im Haupt rückströmbereich 148.
Im Übrigen stimmt die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform des Temperier elements 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform des Temperierelements 100 überein, so dass auf deren vor stehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Insgesamt kann ein Temperierelement 100 für eine Batteriespeichervorrich tung 102 bereitgestellt werden, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und mittels welchem Batteriemodule 108 einer Batteriespeichervorrichtung 102 effektiv temperierbar sind.

Claims

Patentansprüche
1. Temperierelement (100), insbesondere Temperierelement (100) für eine Batteriespeichervorrichtung (102), wobei das Temperierelement (100) Folgendes umfasst:
einen Grundkörper (112), welcher eine mit einem Temperiermedium durchströmbare Temperierkanalstruktur (114) umfasst, die einen
Hauptzuströmbereich (146), einen Hauptrückströmbereich (148) und einen Verbindungsbereich (150) umfasst, wobei der Verbindungsbereich (150) den Hauptzuströmbereich (146) und den Hauptrückströmbereich (148) fluidisch miteinander verbindet und an einem Endbereich (142) des Grundkörpers (112) angeordnet ist,
wobei eine Länge des Grundkörpers (112) durch Verkürzen des Grund körpers (112) im Verbindungsbereich (150) einstellbar ist.
2. Temperierelement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (150) einen oder mehrere Verkürzungs abschnitte (156) umfasst, mittels welchen der Grundkörper (112) im Verbindungsbereich (150) verkürzbar ist.
3. Temperierelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Temperierkanalstruktur (114) einen oder mehrere zwischen einem Temperierkanaleinlass (138) und einem Temperier kanalauslass (140) verlaufende Temperierkanäle (151) umfasst.
4. Temperierelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkanalstruktur (114) mehrere parallel zueinander verlaufende Strömungsführungskanäle (166) umfasst.
5. Temperierelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (112) einen Temperierkanal einlass (138) und einen Temperierkanalauslass (140) umfasst, wobei der Temperierkanaleinlass (138) und der Temperierkanalauslass (140) an einem dem Verbindungsbereich (150) abgewandten Endbereich (142) des Grundkörpers (112) angeordnet sind.
6. Temperierelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hauptzuströmbereich (146) und/oder in dem Hauptrückströmbereich (148) der Temperierkanalstruktur (114) ein oder mehrere Störelemente (170) zum Stören einer durch den Hauptzu strömbereich (146) und/oder durch den Hauptrückströmbereich (148) strömenden Fluidströmung angeordnet sind.
7. Temperierelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptzuströmbereich (146) und der Haupt rückströmbereich (148) quer zu einer Hauptströmungsrichtung mittels eines oder mehrerer Trennwandungselemente (164) voneinander getrennt sind.
8. Temperierelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (112) zwei zumindest bereichs weise miteinander verbundene metallische Bauteile (116) umfasst.
9. Temperierelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (112) eine Oberseite (136) und eine Unterseite (136) umfasst, wobei die Oberseite (136) oder die Unterseite (136) eben ausgebildet sind.
10. Batteriespeichervorrichtung (102), umfassend ein oder mehrere Tempe rierelemente (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. Verfahren zum Herstellen eines Temperierelements (100), insbesondere zum Herstellen eines Temperierelements (100) für eine Batterie speichervorrichtung (102), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen zweier metallischer Bauteile (116); Herstellen eines Grundkörpers (112) durch bereichsweises Verbinden von Oberflächenabschnitten (128) der zwei metallischen Bauteile (116), Herstellen einer mit einem Temperiermedium durchströmbaren Tempe rierkanalstruktur (114) durch Erzeugen eines Hohlraums (134) zwischen nicht miteinander verbundenen Oberflächenabschnitten (132) der zwei metallischen Bauteile (116), wobei die Temperierkanalstruktur (114) einen Hauptzuströmbereich (146), einen Hauptrückströmbereich (148) und einen Verbindungsbereich (150) umfasst, wobei der
Verbindungsbereich (150) den Hauptzuströmbereich (146) und den Hauptrückströmbereich (148) fluidisch miteinander verbindet und an einem Endbereich (142) des Grundkörpers (112) angeordnet ist, wobei beim Herstellen der Temperierkanalstruktur (114) ein oder meh rere Verkürzungsabschnitte (156) des Verbindungsbereichs (150) her gestellt werden, mittels welcher der Grundkörper (112) im Verbin dungsbereich (150) verkürzbar ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Herstellen des Grundkörpers (112) ein Trennmaterial bereichsweise auf eines der zwei metallischen Bauteile (116) aufgebracht, insbesondere aufgedruckt, wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei metallischen Bauteile (116) eine voneinander verschiedene Härte und/oder eine voneinander verschiedene Dicke (126) aufweisen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeich net, dass ein Temperierkanaleinlass (138) und/oder ein Temperier kanalauslass (140) der Temperierkanalstruktur (114) an einem dem Verbindungsbereich (150) abgewandten Endbereich (142) des Grund körpers (112) angeordnet werden.
15. Verfahren zum Herstellen einer Batteriespeichervorrichtung (102),
wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Batteriespeichergehäuses (104), welches einen Innenraum (106) zur Aufnahme von Batteriemodulen (108) umschließt; Herstellen eines oder mehrerer Temperierelemente (100) für eine Batteriespeichervorrichtung (102) unter Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 14, insbesondere Bereitstellen eines oder mehrerer Temperierelemente (100) für eine Batteriespeichervor richtung (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 9;
Anpassen einer Länge (144) des einen oder der mehreren Temperier elemente (100) an eine Länge (144) des Innenraums (106) des
Batteriespeichergehäuses (104) durch Verkürzen des Grundkörpers (112) des einen oder der mehreren Temperierelemente (100) im Ver bindungsbereich (150).
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