WO2020207718A1 - Cooling arrangement for cooling battery modules, high-voltage battery, and motor vehicle - Google Patents

Cooling arrangement for cooling battery modules, high-voltage battery, and motor vehicle Download PDF

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WO2020207718A1 PCT/EP2020/057267 EP2020057267W WO2020207718A1 WO 2020207718 A1 WO2020207718 A1 WO 2020207718A1 EP 2020057267 W EP2020057267 W EP 2020057267W WO 2020207718 A1 WO2020207718 A1 WO 2020207718A1
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cooling
battery
heat
heat pipe
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Definitions

  • Cooling arrangement for cooling battery modules, high-voltage batteries and
  • the invention relates to a cooling arrangement for cooling Batteriemo modules, the cooling arrangement having at least one cooling device.
  • the invention also includes a high-voltage battery with such a cooling arrangement, as well as a motor vehicle with a high-voltage battery.
  • Battery modules are usually cooled by cooling devices.
  • a high-voltage battery typically includes several battery modules, such battery modules in turn being able to include several individual battery cells, for example prismatic individual cells that are arranged in the form of a cell pack or cell stack. Excessive heating of these individual battery cells has a negative effect on their service life, as it accelerates the aging of these battery cells. Accordingly, it is desirable to always keep the temperature of such battery cells as far as possible in a desired temperature range which has the least negative impact on the service life of the battery cells and is therefore optimal for the operation of these battery cells.
  • the cooling devices usually used for cooling battery modules are typically arranged on the underside of such battery modules, that is to say on one side of the battery modules which is arranged opposite the poles of the individual battery cells. In this area, the easiest way to provide cooling over a large area, for example by means of cooling plates through which a coolant can flow. len. In general, however, such a cooling device can also be arranged on other sides of a battery module, and also between the individual battery cells of the battery module. In certain situations, however, it can happen that the cooling capacity that can be provided by such a cooling device is not sufficient to keep the battery cells in the desired temperature range. This can occur, for example, when there is a high power requirement while driving, or during a charging process to charge the high-voltage battery.
  • the object of the present invention is therefore to provide a cooling arrangement, a high-voltage battery and a motor vehicle which enable the most efficient possible cooling of battery modules.
  • a cooling arrangement according to the invention for cooling battery modules has at least one cooling device. Furthermore, the cooling arrangement has at least part of a battery module connection device for electrically conductive connection of a first battery module to a second battery module, the cooling device having at least one heat pipe which comprises a first heat pipe part which is arranged on at least one part of the battery module connection device and a second heat pipe portion for arrangement on a heat sink.
  • the invention is based on the knowledge that battery module connection devices, by means of which the battery terminals of the battery modules are connected and contacted within a high-voltage battery, represent temperature hotspots within such a high-voltage battery.
  • Such heat pipes which are also referred to as heat pipes and can be designed, for example, as heat pipes or two-phase thermosyphons, are particularly flexible in terms of their geometric design and, depending on the design, also bendable, so that such heat pipes can be used particularly flexibly, in particular also for cooling non-large-area, but rather more filigree components, such as the battery module connection device.
  • a heat pipe for example in contrast to a pure metal rail or the like, enables significantly more efficient cooling.
  • a heat pipe is a heat exchanger that allows a high heat flow density by using the heat of evaporation of a medium. In this way, large amounts of heat can be transported over a small cross-sectional area.
  • the thermal resistance of a heat pipe is significantly smaller than that of metals at working temperature. With the same transmission capacity, much lighter construction methods are therefore possible than with conventional heat exchangers under the same conditions of use.
  • What can be used as the working medium for example, water or ammonia.
  • This working medium is enclosed in a vessel which is preferably metallic, that is to say made of a metal and / or an alloy, such as copper. At the heat input point of the heat input of the heat pipe, the temperature increases until the working medium evaporates, the temperature no longer increasing until all of the working medium has evaporated.
  • the evaporated working medium migrates to a heat release point of the heat pipe, which can be coupled to a heat sink, whereby the evaporated working medium cools down again at this heat release point, liquefies and flows back to the heat input point of the heat pipe.
  • the above-mentioned first heat pipe part which is arranged on at least a part of the battery module connection device, accordingly comprises the heat input point, while the second heat pipe part for arrangement on a heat sink correspondingly comprises the heat release point.
  • a thermal path for dissipating heat from the battery module connecting device or at least a part of this battery module connecting device can thus advantageously be provided via the at least one heat pipe to the heat sink.
  • At least one The heat pipe can be designed as a heat pipe, but also, for example, as a so-called two-phase thermosiphon.
  • a heat pipe differs in its functional principle from such a two-phase thermosiphon only in the transport of the working medium or the return transport of the gaseous working medium. In the case of a two-phase thermosiphon, this occurs due to gravitation, so that in this case the second heat pipe part is preferably located higher than the first heat pipe part with respect to a direction of gravity.
  • the design of the at least one heat pipe as a heat pipe is preferred, however, since such a heat pipe can be arranged independently of the direction of gravity without impairing the functionality of the heat pipe.
  • heat pipes use the capillary effect or the wick principle to guide the condensed fluid back to the evaporator, ie to the heat input point.
  • the heat pipe By designing the heat pipe as at least one heat pipe, a positionally independent use option is provided, which brings significantly more flexibility with regard to the possible arrangements. In both cases, however, a particularly efficient heat dissipation can be provided from the battery module connection device or at least one part thereof to the heat sink.
  • This advantageous cooling option in the area of the battery module connecting device allows cooling of battery modules and battery cells also in the area of their poles. Temperature gradients within the battery cells can thus be avoided or at least reduced much more efficiently. The invention thus enables very efficient cooling of battery modules.
  • the described cooling arrangement can also be easily combined with conventional cooling arrangements, for example cooling devices, which are arranged below the battery modules or on other sides of the battery modules or between the individual cells of the battery modules, in order to achieve overall cooling efficiency during cooling of battery modules even further.
  • cooling devices for example cooling devices
  • a battery module in connection with the invention can be designed as described at the outset and, for example, comprise a plurality of individual battery cells, for example lithium-ion cells.
  • these individual battery cells can be designed as prismatic battery cells, for example.
  • the cooling arrangement according to the invention and its configurations can also be used for cooling battery modules with round cells and / or pouch cells.
  • the battery module connection device has a first connection unit for electrically conductive connection to a pole connection unit of the first battery module, a second connection unit for electrically conductive connection to a pole connection unit of the second battery module and a connection element which connects the first and electrically conductively connects the second connection unit to one another
  • the part of the battery module connection device on which the first heat pipe part of the at least one heat pipe is arranged represents the first connection unit and / or the second connection unit and / or the connection element.
  • a pole connection unit of the first or second battery module can either be a connection for a plus pole or a connection for a minus pole of the relevant battery module.
  • the two positive poles of the two battery modules can accordingly be connected to one another via such a battery module connection device, and accordingly also the two negative poles of the two battery modules via such Battery module connection device be connected.
  • a minus pole of the first battery module can then be connected to a plus pole of the second battery module via such a battery module connection device, while the plus pole of the first battery module can then be connected to a minus pole of a third battery module and of the The negative pole of the second battery module with a positive pole of a fourth battery module, and so on, again in each case via such a battery module connection device.
  • Any combination of series and parallel connections of battery modes can also be implemented via such battery module connection devices.
  • the at least one heat pipe or its first heat pipe part can now advantageously in principle be connected to each part of such a battery module connection device, namely its first connection unit, its second connection unit or its connection element, or be arranged in direct contact with these parts, as well be connected to several of these parts at the same time.
  • the cooling of the battery module connection device can be designed to be particularly efficient and flexible.
  • the connec tion element is flexible.
  • the connecting element can, for example, comprise a type of conductor strip that can be bent, for example. This is particularly advantageous when making contact with the pole connection unit and the respective battery modules, since spacing tolerances, position tolerances and other additional distance tolerances between the pole connection units of the battery modules to be connected can be compensated for by the flexibility of the connecting element.
  • the cooling device in particular the at least one heat pipe, preferably each heat pipe comprised by the cooling device, with a different part of the battery module connecting device than the Connec tion element is connected. This then enables a simpler connection of the at least one heat pipe to the part of the battery module connecting device when this part is rigid, and at the same time does not restrict the flexibility of the battery module connection device.
  • the battery module connection device has at least one rigid part and at least one flexible part, the cooling device only on at least one rigid part of the battery module connection device is arranged.
  • the heat pipe encompassed by the cooling device is arranged in direct contact with the at least one rigid part or in direct contact with it, but not on any flexible part of the battery module connecting device.
  • the cooling device comprises, for example, several such heat pipes, then these are all preferably arranged on at least one rigid part or optionally also on various rigid parts of the battery module connecting device, directly contacting or touching them, and not on the flexible part, which, as described, passes through the connecting element can be provided.
  • flexible is preferably to be understood as bendable or reversibly geometrically deformable. This flexibility can be provided in a simple manner by a correspondingly thin design of the connecting element or an at least flat design, such as in the form of the conduction band described.
  • the conductive part of the connecting element is preferably made of a metal or an alloy, for example copper.
  • the cooling device is only arranged on at least one rigid part of the battery module connecting device, efficient cooling is enabled and yet, as already described, the flexibility of the battery module connecting device is not restricted.
  • the battery module connecting device can generally consist of several individual parts which do not necessarily have to be firmly connected to one another, that is to say can be connected to one another in a non-destructive or damage-free manner. Accordingly, the Battery module connection device also have reversible coupling face or electrically conductively connectable units, as will now be described in more detail below.
  • first and / or the second connection unit has a first coupling unit which can be coupled to the pole connection unit in an electrically conductive manner, a second coupling unit which can be connected non-destructively and reversibly to the first coupling unit in an electrically conductive manner, for example to this can be screwed, and a rigid connecting rail which connects the second coupling unit to the connecting element in an electrically conductive manner.
  • the first heat pipe part of the at least one heat pipe is arranged on the first coupling unit and / or the second coupling unit and / or the rigid connecting rail.
  • the first heat pipe part is again arranged on a rigid element of the battery module connection device, and not on the connection element, which is preferably designed to be flexible.
  • the battery module connecting device has electrical insulation. This is particularly advantageous because, precisely in the case of battery modules for use in a high-voltage battery, voltages can be made available at the pole connection units which are in the high-voltage range.
  • the electrical insulation of the battery module connection device is then preferably designed in such a way that contact protection is provided, that is, no current or voltage-carrying parts of the battery module connection device or the pole connection units of the battery pole can be touched, for example with a finger are.
  • the first heat pipe part of the at least one heat pipe is connected to the battery module connection device in an electrically conductive manner.
  • the first Heat pipe part does not or at least not only on the outside of the electrical insulation of the battery module connection device, but makes direct contact with electrically conductive parts of the battery module connection device, to which a voltage is applied in their intended arrangement and through which current is carried during operation of the battery modules.
  • the metallic vessel of the at least one heat pipe can thus be in direct contact with a metallic material of the battery module connection device, which enables particularly efficient heat dissipation, since metals typically have a significantly higher thermal conductivity than typically electrically insulating materials such as plastics .
  • the heat pipe can also be coated with electrical insulation in its course up to the heat sink.
  • the cooling arrangement comprises the heat sink, the second heat pipe part being connected to the heat sink in an electrically insulated manner.
  • the heat sink itself can in turn be provided at least by a metallic element, such as a metal plate, which can optionally also be flowed through by a cooling medium or coolant or is flowed through in cooling mode, for which purpose cooling channels can be provided in this metal plate, for example .
  • the heat sink can, however, also be designed in any other way.
  • the electrical insulation between the second heat pipe part and such a metallic plate or heat sink can advantageously implement a potential separation.
  • the heat sink can for example also be provided by a cooling device which is arranged on an underside of the first and / or second battery module, an underside of the first and / or second battery module being defined as that side of the battery module in question which is the side of the battery module , on which the poles of the individual battery cells of the battery module in question are arranged, ge opposite.
  • This cooling device is preferably designed as a cooling plate through which a cooling medium can flow.
  • This cooling device, which is arranged on the underside of the battery modules can thus also function as a heat sink for connecting the heat pipes coupled with the battery module connection devices, so that this allows a particularly efficient and compact design, since there is no separate additional cooling device to provide the heat sink mentioned must be provided.
  • a cooling device that functions as the heat sink can also be arranged additionally or alternatively on other sides of the battery module or between the individual cells of the battery module.
  • the heat sink described can also be provided as a separately designed cooling device, for example a cooling plate.
  • the cooling arrangement in turn comprises the heat sink, this heat sink being designed as a heat exchanger which has a first heat exchanger unit and a second heat exchanger unit electrically insulated from the first heat exchanger unit, the first heat exchanger unit having an electrical connection with the second heat exchanger unit insulating cooling medium can be thermally coupled or is coupled during operation, the second heat pipe part being electrically conductive only to the first heat exchanger Unit is connected, so that a thermal path for heat dissipation from the battery module connection device via the at least one heat pipe, via the first heat exchanger unit and via the electrically insulating cooling medium to the second heat exchanger unit can be provided or is provided.
  • the coupling of the at least one heat pipe to a heat pipe part designed in this way advantageously allows the metallic heat pipe or the metallic vessel of this heat pipe to be connected again directly to a metallic part of the first heat exchanger unit. Since this first heat exchanger unit is electrically insulated from the second heat exchanger unit, and an electrically insulating cooling medium is also used for heat transport, in this way, in turn, a potential separation between the battery module connection device and the second heat exchanger unit and thus to the outside can advantageously be provided.
  • This allows particularly efficient cooling, since the direct connection option between the heat pipe and the battery module connection device as well as the heat pipe and the first heat exchanger unit, which can also have a metallic material, enables particularly efficient heat transfer and thus particularly efficient heat dissipation .
  • An electrically insulating gas and / or an electrically insulating liquid can, for example, be used as the electrically insulating cooling medium.
  • the invention also relates to a high-voltage battery for a motor vehicle, the high-voltage battery having a cooling arrangement according to the invention or one of its configurations.
  • the advantages described for the cooling arrangement according to the invention and its configurations apply equally to the high-voltage battery according to the invention.
  • the high-voltage battery can furthermore comprise several battery modules, in particular also including the first and second battery modules described above, which are or can be connected to one another in an electrically conductive manner via the battery module connection device.
  • the high-voltage battery can handle numerous such battery types modules as well as several of the battery module connection devices described and accordingly several cooling arrangements include.
  • the high-voltage battery can also have the heat sink described. Heat pipes of different cooling arrangements, which are coupled to different battery module connection devices, can also be connected to the same heat sink.
  • first and / or second battery module described in connection with the cooling arrangement according to the invention and its configurations should apply in the same way to the battery modules of the high-voltage battery and thus enable corresponding developments of the high-voltage battery according to the invention.
  • the invention also relates to a motor vehicle with a high-voltage battery according to the invention or one of its configurations.
  • the advantages mentioned in connection with the cooling arrangement according to the invention and its configurations also apply here in the same way to the motor vehicle according to the invention.
  • the motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular special as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
  • the invention also includes the combinations of the features of the described embodiments enclosed.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a high-voltage battery with two exemplary battery modules and a cooling arrangement for cooling the battery modules according to an exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a cooling arrangement for
  • Cooling of battery modules according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a floch-volt battery 10, which has a plurality of battery modules 12, of which two battery modules 12 are shown here only as an example. Furthermore, the floch-volt battery 10 has a cooling arrangement 14 according to an embodiment of the invention.
  • the two battery modules 12 are connected to one another in an electrically conductive manner via a battery module connecting device 16.
  • the battery module connecting device 16 couples a positive pole 12a of a first battery module 12 to a negative pole 12b of the second battery module 12. This means that these two battery modules 12 can be connected in series, for example.
  • battery modules 12 can also be connected in an electrically conductive manner via such a battery module connecting device 16 to provide a parallel connection of battery modules 12.
  • the battery modules 12 of a floch-volt battery 10, such as the one shown here can be connected in series and / or in parallel with one another for various reasons connected to each other, for example to increase capacities or voltages.
  • the connections heat up very strongly when power is drawn or supplied, since they are loaded by the flow of current generated by these connections.
  • a current flow 18 is illustrated by arrows, which from the first battery 12, in particular via its positive terminal 12a via the battery module connection device 16 to the negative terminal 12b of the second battery module 12 and flows through it to its positive pole 12a.
  • a cooling device is integrated into the battery module connection device 16 described in the form of at least one heat pipe 20.
  • the cooling device of the cooling arrangement 14 comprises four such heat pipes 20, which are preferably designed as heat pipes.
  • the battery module connection device 16 can furthermore have connection elements which, for example, can be fastened or connected to a battery or a battery module 12 with connection parts, for example screwed, clamped, welded or plugged in. These respective connection parts 24 can be connected via a conductor, which is indicated by 22 in FIG. 1 and is generally referred to below as connecting element 22, be electrically conductively connected.
  • the cooling arrangement 14 accordingly has at least part of the battery module connection device 16 and at least one heat pipe 20.
  • a heat pipe 20 can in turn each have a first heat pipe part 20a which is arranged in direct contact on at least part of the battery module connection device 16 , and a second heat pipe part 20b for arrangement on a heat sink 25. This provides a heat conduction path for heat dissipation from the battery module connection device 16 via the first heat pipe part 20a to the second heat pipe part 20b and thus to the heat sink 25.
  • This heat sink 25 can, for example, by a cooling plate 26 through which a cooling medium can flow, which is attached to an underside 12c of the battery modules 12 for cooling the underside of the battery modules 12, or also to one or more other sides of the battery modules 12 or between individual cells of the respective battery modules 12 can be arranged.
  • This heat sink 25 can, however, also be provided by a separate cooling device 28, which can be present alone or in addition to such a cooling plate 26.
  • These heat pipes 20 have, for example, a metallic housing or a metallic vessel, such as a copper tube or the like, in which a working medium is located.
  • This metallic housing of the heat pipes 20 is preferably in direct contact with the conductive parts of the battery module connecting device 16, so that a particularly efficient heat transfer can be provided.
  • these heat pipes 20 with their respective second heat pipe parts 20b are connected to the via electrical insulation 30
  • Heat sink 25, as illustrated in this example only for the cooling plate 26, can be connected. So that the heat sink 25, in this example the cooling plate 26, remains potential-free.
  • the heat pipes 20 can also be connected to a heat exchanger as a heat sink 25, such as the cooling device 28 shown in FIG. 1 as a heat sink 25, such a heat exchanger itself being able to provide such a potential separation by being connected to the Example has two mutually electrically isolated heat exchanger units, which are thermally coupled to one another via an electrically insulating heat conducting medium.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a cooling arrangement 14 according to a further exemplary embodiment of the invention or in a somewhat more detailed representation.
  • the cooling arrangement 14 can be designed as already described for FIG. 1.
  • This cooling arrangement 14 in turn comprises the battery module connection device 16 and at least one heat pipe 20, in this example two heat pipes 20.
  • the battery module connection device 16 can in turn, as also described for FIG. 1, have connection parts 24 and one conductor connecting these connection parts 24.
  • This conductor can generally be designed as a flexible connecting element 22.
  • the connection parts 24, on the other hand, are rigid.
  • the flexible formation of the connecting element 22 has the advantage that it allows stand tolerances between the connecting parts 24 to be compensated.
  • the heat pipes 20 are only connected to rigid parts of the battery module connection device 16, i.e. in this case only with areas of the connection parts 24 or are arranged on them.
  • These connecting parts 24 can in turn be designed in several parts.
  • a respective such connection part 24, which was also referred to at the beginning as a connection unit, has in this example a first coupling unit 24a, which can be electrically conductively coupled to a pole connection unit 12a, 12b of a relevant battery module 12, a second coupling unit 24b, which destroy- can be connected to the first coupling unit 24a in an electrically conductive manner, for example via a plug connection and / or screw connection or some other type of reversibly releasable mechanical and electrically contacting connection, as well as a rigid connecting rail 24c, which on the one hand is fixed, i.e.
  • first and second coupling units 24a, 24b are shown by way of example in the non-interconnected state in FIG. 2, but can, as described, be coupled to one another in a simple manner.
  • the battery module connecting device 16 is designed to be electrically insulated from the outside.
  • the respective components of this battery module connection device 16 are provided with a corresponding electrical insulation 32 or encased.
  • the parts of the heat pipes 20 extending outside this battery module connection device 16 can also be provided with a corresponding electrical insulation, which is not shown in detail here for reasons of clarity. However, as can now be clearly seen in FIG.
  • At least the first heat pipe part 20a of the respective heat pipes 20 is in direct and therefore electrically conductive contact with the parts of the battery module connecting device 16 that are live during operation, in this example the electrical parts of the respective Connection units or connection parts 24.
  • the connection of the respective heat pipes 20 to the battery module connection device 16 can also take place in any desired manner, for example using a ring eyelet, by soldering and / or welding, injection molding or the like.
  • the Electrically conductive parts of the connection parts 24 and of the connecting element 22 can also be formed from a metallic material with particularly good thermal conductivity, such as copper or a copper alloy.
  • the examples show how a cooled battery connector with heat pipes can be provided by the invention, which allows targeted cooling of battery modules directly in the area of their pole connection units and thus directly on temperature hotspots of the battery modules, thereby enabling particularly efficient and homogeneous cooling of battery modules can be provided and thereby above all aging effects can be minimized and the performance of the battery can be maximized.

Abstract

The invention relates to a cooling arrangement (14) for cooling battery modules (12), wherein the cooling arrangement (14) comprises at least one cooling device (20). The cooling arrangement (14) also comprises at least one portion of a battery module connecting device (16) for electrically conductively connecting a first battery module (12) to a second battery module (12), wherein the cooling device (20) comprises at least one heat pipe (20) which has a first heat pipe part (20a) arranged on at least one portion of the battery module connecting device (16), and a second heat pipe part (20b) for arrangement on a heat sink (25; 26, 28).

Description

Kühlungsanordnung zur Kühlung von Batteriemodulen, Hochvoltbatterie und Cooling arrangement for cooling battery modules, high-voltage batteries and
Kraftfahrzeug Motor vehicle
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft eine Kühlungsanordnung zur Kühlung von Batteriemo dulen, wobei die Kühlungsanordnung zumindest eine Kühleinrichtung auf weist. Zur Erfindung gehören auch eine Hochvoltbatterie mit einer solchen Kühlungsanordnung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie. The invention relates to a cooling arrangement for cooling Batteriemo modules, the cooling arrangement having at least one cooling device. The invention also includes a high-voltage battery with such a cooling arrangement, as well as a motor vehicle with a high-voltage battery.
Batteriemodule, insbesondere solche für Hochvoltbatterien, werden in der Regel durch Kühleinrichtungen gekühlt. Eine Hochvoltbatterie umfasst dabei typischerweise mehrere Batteriemodule, wobei solche Batteriemodule wiede rum mehrere Batterieeinzelzellen, zum Beispiel prismatische Einzelzellen, die in Form eines Zellpacks oder Zellstacks angeordnet sind, umfassen kön nen. Eine zu starke Erwärmung dieser Batterieeinzelzellen wirkt sich negativ auf deren Lebensdauer aus, da sie die Alterung dieser Batteriezellen be schleunigt. Entsprechend ist es wünschenswert, die Temperatur solcher Batteriezellen nach Möglichkeit immer in einem gewünschten Temperaturbe- reich zu halten, welcher die Lebensdauer der Batteriezellen am wenigsten stark negativ beeinflusst und damit für den Betrieb dieser Batteriezellen op timal ist. Battery modules, especially those for high-voltage batteries, are usually cooled by cooling devices. A high-voltage battery typically includes several battery modules, such battery modules in turn being able to include several individual battery cells, for example prismatic individual cells that are arranged in the form of a cell pack or cell stack. Excessive heating of these individual battery cells has a negative effect on their service life, as it accelerates the aging of these battery cells. Accordingly, it is desirable to always keep the temperature of such battery cells as far as possible in a desired temperature range which has the least negative impact on the service life of the battery cells and is therefore optimal for the operation of these battery cells.
Die üblicherweise zur Kühlung von Batteriemodulen verwendeten Kühlein- richtungen sind typischer Weise unterseitig an solchen Batteriemodulen angeordnet, das heißt auf einer Seite der Batteriemodule, welche den Polen der einzelnen Batteriezellen gegenüberliegend angeordnet ist. In diesem Bereich lässt sich am einfachsten eine großflächige Kühlung, zum Beispiel durch Kühlplatten, die von einem Kühlmittel durchströmbar sind, bereitstel- len. Im Allgemeinen kann eine solche Kühleinrichtung aber auch an anderen Seiten eines Batteriemoduls angeordnet sein, sowie auch zwischen den einzelnen Batteriezellen des Batteriemoduls. In bestimmten Situationen kann es jedoch Vorkommen, dass die von einer solchen Kühleinrichtung bereit stellbare Kühlleistung nicht ausreichend ist, um die Batteriezellen im ge wünschten Temperaturbereich zu halten. Dies kann beispielsweise bei einer hohen Leistungsanforderung während der Fahrt Vorkommen, oder auch bei einem Ladevorgang zum Laden der Hochvoltbatterie. Entsprechend werden in solchen Situationen, um die Batteriezellen dennoch im gewünschten Tem peraturbereich halten zu können, die für den Fährbetrieb nutzbare Leistung beziehungsweise die Ladeleistung zum Laden der Hochvoltbatterie begrenzt. Beim Fahren mindert dies somit nachteiligerweise die maximale von einem Kraftfahrzeug bereitstellbare Leistung und beim Laden der Hochvoltbatterie führt dies zu einer deutlich verlängerten Ladezeit. The cooling devices usually used for cooling battery modules are typically arranged on the underside of such battery modules, that is to say on one side of the battery modules which is arranged opposite the poles of the individual battery cells. In this area, the easiest way to provide cooling over a large area, for example by means of cooling plates through which a coolant can flow. len. In general, however, such a cooling device can also be arranged on other sides of a battery module, and also between the individual battery cells of the battery module. In certain situations, however, it can happen that the cooling capacity that can be provided by such a cooling device is not sufficient to keep the battery cells in the desired temperature range. This can occur, for example, when there is a high power requirement while driving, or during a charging process to charge the high-voltage battery. Accordingly, in such situations, in order to be able to keep the battery cells in the desired temperature range, the power that can be used for ferry operation or the charging power for charging the high-voltage battery is limited. When driving, this disadvantageously reduces the maximum power that can be provided by a motor vehicle, and when charging the high-voltage battery, this leads to a significantly longer charging time.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kühlungsanordnung, eine Hochvoltbatterie und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche eine möglichst effiziente Kühlung von Batteriemodulen ermöglichen. The object of the present invention is therefore to provide a cooling arrangement, a high-voltage battery and a motor vehicle which enable the most efficient possible cooling of battery modules.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kühlungsanordnung, durch eine Hoch voltbatterie und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Be schreibung, sowie der Figuren. This object is achieved by a cooling arrangement, by a high-voltage battery and by a motor vehicle with the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Kühlungsanordnung zur Kühlung von Batteriemodu len weist zumindest eine Kühleinrichtung auf. Weiterhin weist die Kühlungs anordnung zumindest einen Teil einer Batteriemodul-Verbindungseinrichtung zum elektrisch leitenden Verbinden eines ersten Batteriemoduls mit einem zweiten Batteriemodul auf, wobei die Kühleinrichtung mindestens ein Wär merohr aufweist, welches einen ersten Wärmerohrteil umfasst, welcher am zumindest einen Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung angeordnet ist, und einen zweiten Wärmerohrteil zur Anordnung an einer Wärmesenke umfasst. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass gerade solche Batte riemodul-Verbindungseinrichtungen, mittels welchen die Batteriepole der Batteriemodule innerhalb einer Hochvoltbatterie verbunden und kontaktiert werden, Temperaturhotspots innerhalb einer solchen Hochvoltbatterie dar stellen. Durch den Stromfluss durch eine solche Batteriemodul- Verbindungseinrichtung kommt es bei herkömmlichen Hochvoltbatterien unweigerlich zu einer starken Erwärmung dieser Verbindungseinrichtungen, wobei dann diese entstehende große Wärmemenge direkt in die jeweiligen Pole beziehungsweise Polanschlüsse der jeweiligen miteinander verbunde nen Batteriemodule eingetragen wird, wodurch sich diese Batteriemodule und entsprechend auch die von diesen Batteriemodulen umfassten Batterie einzelzellen erwärmen. Die Modulanschlüsse, die typischerweise mit einer solchen Batteriemodul-Verbindungseinrichtung verbunden sind, sind wiede rum mit den jeweiligen Polen der Batterieeinzelzellen der jeweiligen Batte riemodule kontaktiert, sodass eine Erwärmung gerade im Bereich der Ober seite des Batteriemoduls stattfindet, die jedoch gerade der Unterseite des Batteriemoduls, an welcher typischerweise eine Kühleinrichtung angeordnet ist, entgegengesetzt gegenüberliegt. Dies führt im Betrieb zudem zu einem sehr starken Temperaturgradienten innerhalb der Batterieeinzelzellen von deren Oberseite zur deren Unterseite, welcher sich wiederum nachteilig auf die Alterung der Batteriezellen auswirkt, insbesondere zusätzlich zu dem negativen Einfluss, den die Erwärmung der Batteriezellen bedingt durch die starke Erwärmung der herkömmlichen Batteriemodul- Verbindungseinrichtungen hat. Einer solchen Erwärmung kann durch die Erfindung nun vorteilhafterweise entgegen gewirkt werden, indem eine Küh leinrichtung mit zumindest einem Teil einer solchen Batteriemodul- Verbindungseinrichtung gekoppelt beziehungsweise verbunden wird. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise nun eine direkte Kühlung einer solchen Batteriemodul-Verbindungseinrichtung bereitstellen. Weiterhin beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass gerade Wärmerohre als Kühleinrichtung gerade an dieser Position, nämlich zur Anordnung an dem zumindest einen Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung, besonders geeignet sind. Solche Wärmerohre, welche auch als Wärmeleitrohre bezeichnet werden können, und zum Beispiel als Heatpipes oder Zwei-Phasen-Thermosiphons ausgebildet sein können, sind hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung besonders flexibel und zudem auch je nach Ausbildung biegbar, sodass sich solche Wärmerohre besonders flexibel einsetzen lassen, insbesondere auch zur Kühlung von nicht großflächig ausgebildeten, sondern vielmehr filigrane ren Komponenten, wie zum Beispiel der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung. Zudem ermöglicht ein solches Wärmerohr, zum Beispiel im Gegensatz zu einer reinen Metallschiene oder ähnlichem, eine deutlich effizientere Kühlung. Ein Wärmerohr ist dabei ein Wärmeüberträger, der unter Nutzung von Verdampfungswärme eines Mediums eine hohe Wärmestromdichte erlaubt. Auf diese Weise können große Wärmemengen auf kleiner Querschnittsfläche transportiert werden. Der Wärmewiderstand eines Wärmerohrs ist bei Arbeitstemperatur deutlich kleiner als der von Me tallen. Bei gleicher Übertragungsleistung sind deswegen wesentlich leichtere Bauweisen als bei herkömmlichen Wärmeüberträgern unter gleichen Ein satzbedingungen möglich. Als das Arbeitsmedium kann beispielsweise Was ser oder Ammoniak verwendet werden. Dieses Arbeitsmedium ist in einem Gefäß eingeschlossen, welches vorzugsweise metallisch ist, das heißt aus einem Metall und/oder einer Legierung, wie beispielsweise aus Kupfer. Am Wärmeeintragspunkt des Wärmeeintrags des Wärmerohrs erhöht sich die Temperatur, bis das Arbeitsmedium verdampft, wobei die Temperatur nicht mehr steigt, bis das ganze Arbeitsmedium verdampft ist. Das verdampfte Arbeitsmedium wandert zu einem Wärmeabgabepunkt des Wärmerohrs, welcher mit einer Wärmesenke koppelbar ist, wodurch sich das verdampfte Arbeitsmedium an diesem Wärmeabgabepunkt wiederum abkühlt, verflüssigt und zurück zum Wärmeeintragspunkt des Wärmerohrs fließt. Der oben ge nannte erste Wärmerohrteil, welcher an zumindest einem Teil der Batte riemodul-Verbindungseinrichtung angeordnet ist, umfasst entsprechend den Wärmeeintragspunkt, während der zweite Wärmerohrteil zur Anordnung an einer Wärmesenke entsprechend den Wärmeabgabepunkt umfasst. Somit kann vorteilhafter Weise ein thermischer Pfad zur Wärmeabfuhr von der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung beziehungsweise zumindest einem Teil dieser Batteriemodul-Verbindungseinrichtung über das mindestens eine Wärmerohr zur Wärmesenke bereitgestellt werden. Das mindestens eine Wärmerohr kann dabei als Heatpipe ausgebildet sein, aber beispielsweise auch als so genannter Zwei-Phasen-Thermosiphon. Eine Heatpipe unter scheidet sich in ihrem Funktionsprinzip von einem solchen Zwei-Phasen- Thermosiphon lediglich im Transport des Arbeitsmediums beziehungsweise des Rücktransports des gasförmigen Arbeitsmediums. Bei einem Zwei- Phasen-Thermosiphon erfolgt dies gravitationsbedingt, sodass in diesem Fall der zweite Wärmerohrteil vorzugsweise höher gelegen ist als der erste Wär merohrteil bezüglich einer Richtung der Gravitation. Die Ausbildung des mindestens einen Wärmerohrs als Heatpipe ist jedoch bevorzugt, da eine Anordnung einer solchen Heatpipe unabhängig von der Richtung der Schwerkraft möglich ist, ohne die Funktionsweise der Heatpipe zu beein trächtigen. Dies ist dadurch bedingt, dass Heatpipes die Kapillarwirkung beziehungsweise das Dochtprinzip nutzen, um das kondensierte Fluid zurück zum Verdampfer, d.h. zum Wärmeeintragspunkt, zu führen. Durch die Aus bildung der Wärmerohrs als mindestens eine Heatpipe ist eine lageunabhän gige Verwendungsmöglichkeit bereitgestellt, was deutlich mehr Flexibilität hinsichtlich der Anordnungsmöglichkeiten mit sich bringt. In beiden Fällen jedoch kann eine besonders effiziente Wärmeabfuhr von der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung beziehungsweise deren zumindest einem Teil zur Wärmesenke bereitgestellt werden. Durch diese vorteilhafte Kühlmöglichkeit im Bereich der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung lässt sich eine Küh lung von Batteriemodulen und Batteriezellen auch im Bereich deren Pole bereitstellen. Temperaturgradienten innerhalb der Batteriezellen können damit deutlich effizienter vermieden oder zumindest reduziert werden. Durch die Erfindung wird somit eine sehr effiziente Kühlung von Batteriemodulen ermöglicht. Die beschriebene Kühlungsanordnung kann dabei mit herkömm lichen Kühlungsanordnungen, zum Beispiel Kühleinrichtungen, welche unter seitig an den Batteriemodulen oder auch an anderen Seiten der Batteriemo- dule oder zwischen den Einzelzellen der Batteriemodule angeordnet sind, auch einfach kombiniert werden, um insgesamt die Kühlungseffizienz bei der Kühlung von Batteriemodulen noch weiter zu steigern. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise während der Fahrt deutlich höhere Leistungen bereitstellen und auch während Ladevorgängen deutlich höhere Ladeleistungen und dadurch deutlich verkürzte Ladezeiten erreichen. Ein Batteriemodul im Zusammenhang mit der Erfindung kann wie eingangs beschrieben ausgebildet sein und zum Beispiel mehrere Batterieeinzelzellen, zum Beispiel Lithium-Ionen-Zellen, umfassen. Weiterhin können diese Batte rieeinzelzellen zum Beispiel als prismatische Batteriezellen ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Kühlungsanordnung und ihre Ausgestaltungen kön nen aber ebenso zur Kühlung von Batteriemodulen mit Rundzellen und/oder Pouch-Zellen verwendet werden. A cooling arrangement according to the invention for cooling battery modules has at least one cooling device. Furthermore, the cooling arrangement has at least part of a battery module connection device for electrically conductive connection of a first battery module to a second battery module, the cooling device having at least one heat pipe which comprises a first heat pipe part which is arranged on at least one part of the battery module connection device and a second heat pipe portion for arrangement on a heat sink. The invention is based on the knowledge that battery module connection devices, by means of which the battery terminals of the battery modules are connected and contacted within a high-voltage battery, represent temperature hotspots within such a high-voltage battery. With conventional high-voltage batteries, the current flow through such a battery module connection device inevitably leads to a strong heating of these connection devices, with this resulting large amount of heat being entered directly into the respective poles or pole connections of the respective interconnected battery modules, whereby these battery modules and accordingly also heat the individual battery cells comprised by these battery modules. The module connections, which are typically connected to such a battery module connection device, are in turn contacted with the respective poles of the individual battery cells of the respective battery modules, so that heating takes place in the area of the upper side of the battery module, which, however, is just the underside of the battery module. on which a cooling device is typically arranged, is opposite. During operation, this also leads to a very strong temperature gradient within the individual battery cells from their upper side to their lower side, which in turn has a negative effect on the aging of the battery cells, in particular in addition to the negative influence that the heating of the battery cells caused by the strong heating of the conventional ones Has battery module connection devices. Such a heating can now advantageously be counteracted by the invention in that a cooling device is coupled or connected to at least part of such a battery module connection device. As a result, direct cooling of such a battery module connecting device can now advantageously be provided. Furthermore, the invention is based on the knowledge that heat pipes in particular are particularly suitable as a cooling device at this position, namely for arrangement on the at least one part of the battery module connecting device. Such heat pipes, which are also referred to as heat pipes and can be designed, for example, as heat pipes or two-phase thermosyphons, are particularly flexible in terms of their geometric design and, depending on the design, also bendable, so that such heat pipes can be used particularly flexibly, in particular also for cooling non-large-area, but rather more filigree components, such as the battery module connection device. In addition, such a heat pipe, for example in contrast to a pure metal rail or the like, enables significantly more efficient cooling. A heat pipe is a heat exchanger that allows a high heat flow density by using the heat of evaporation of a medium. In this way, large amounts of heat can be transported over a small cross-sectional area. The thermal resistance of a heat pipe is significantly smaller than that of metals at working temperature. With the same transmission capacity, much lighter construction methods are therefore possible than with conventional heat exchangers under the same conditions of use. What can be used as the working medium, for example, water or ammonia. This working medium is enclosed in a vessel which is preferably metallic, that is to say made of a metal and / or an alloy, such as copper. At the heat input point of the heat input of the heat pipe, the temperature increases until the working medium evaporates, the temperature no longer increasing until all of the working medium has evaporated. The evaporated working medium migrates to a heat release point of the heat pipe, which can be coupled to a heat sink, whereby the evaporated working medium cools down again at this heat release point, liquefies and flows back to the heat input point of the heat pipe. The above-mentioned first heat pipe part, which is arranged on at least a part of the battery module connection device, accordingly comprises the heat input point, while the second heat pipe part for arrangement on a heat sink correspondingly comprises the heat release point. A thermal path for dissipating heat from the battery module connecting device or at least a part of this battery module connecting device can thus advantageously be provided via the at least one heat pipe to the heat sink. At least one The heat pipe can be designed as a heat pipe, but also, for example, as a so-called two-phase thermosiphon. A heat pipe differs in its functional principle from such a two-phase thermosiphon only in the transport of the working medium or the return transport of the gaseous working medium. In the case of a two-phase thermosiphon, this occurs due to gravitation, so that in this case the second heat pipe part is preferably located higher than the first heat pipe part with respect to a direction of gravity. The design of the at least one heat pipe as a heat pipe is preferred, however, since such a heat pipe can be arranged independently of the direction of gravity without impairing the functionality of the heat pipe. This is due to the fact that heat pipes use the capillary effect or the wick principle to guide the condensed fluid back to the evaporator, ie to the heat input point. By designing the heat pipe as at least one heat pipe, a positionally independent use option is provided, which brings significantly more flexibility with regard to the possible arrangements. In both cases, however, a particularly efficient heat dissipation can be provided from the battery module connection device or at least one part thereof to the heat sink. This advantageous cooling option in the area of the battery module connecting device allows cooling of battery modules and battery cells also in the area of their poles. Temperature gradients within the battery cells can thus be avoided or at least reduced much more efficiently. The invention thus enables very efficient cooling of battery modules. The described cooling arrangement can also be easily combined with conventional cooling arrangements, for example cooling devices, which are arranged below the battery modules or on other sides of the battery modules or between the individual cells of the battery modules, in order to achieve overall cooling efficiency during cooling of battery modules even further. As a result, significantly higher power levels can advantageously be provided while driving and significantly higher charging power levels and thus significantly shorter charging times can also be achieved during charging processes. A battery module in connection with the invention can be designed as described at the outset and, for example, comprise a plurality of individual battery cells, for example lithium-ion cells. Furthermore, these individual battery cells can be designed as prismatic battery cells, for example. The cooling arrangement according to the invention and its configurations can also be used for cooling battery modules with round cells and / or pouch cells.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Batteriemodul- Verbindungseinrichtung eine erste Anschlusseinheit zum elektrisch leitenden Verbinden mit einer Pol-Anschlusseinheit des ersten Batteriemoduls, eine zweite Anschlusseinheit zum elektrisch leitenden Verbinden mit einer Pol- Anschlusseinheit des zweiten Batteriemoduls und ein Verbindungselement auf, welches die erste und die zweite Anschlusseinheit elektrisch leitend miteinander verbindet, wobei der Teil der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung, an welchem der erste Wärmerohrteil des mindes tens einen Wärmerohrs angeordnet ist, die erste Anschlusseinheit und/oder die zweite Anschlusseinheit und/oder das Verbindungselement darstellt. In an advantageous embodiment of the invention, the battery module connection device has a first connection unit for electrically conductive connection to a pole connection unit of the first battery module, a second connection unit for electrically conductive connection to a pole connection unit of the second battery module and a connection element which connects the first and electrically conductively connects the second connection unit to one another, the part of the battery module connection device on which the first heat pipe part of the at least one heat pipe is arranged represents the first connection unit and / or the second connection unit and / or the connection element.
Bei einer Pol-Anschlusseinheit des ersten beziehungsweise zweiten Batte riemoduls kann es sich dabei entweder um einen Anschluss für einen Plus pol oder einen Anschluss für einen Minuspol des betreffenden Batteriemo duls handeln. Im Falle einer Parallelschaltung zweier Batteriemodule, wie zum Beispiel dem ersten und dem zweiten Batteriemodul, können entspre chend die beiden Pluspole der beiden Batteriemodule über eine solche Bat teriemodul-Verbindungseinrichtung miteinander verbunden sein, und ent sprechend auch die beiden Minuspole der beiden Batteriemodule über eine solche Batteriemodul-Verbindungseinrichtung verbunden sein. Im Falle einer Serienschaltung zweier Batteriemodule können dann entsprechend ein Mi nuspol des ersten Batteriemoduls mit einem Pluspol des zweiten Batte riemoduls über eine solche Batteriemodul-Verbindungseinrichtung verbun den sein, während dann der Pluspol des ersten Batteriemoduls weiter mit einem Minuspol eines dritten Batteriemoduls verbunden sein kann und der Minuspol des zweiten Batteriemoduls mit einem Pluspol eines vierten Batte riemoduls, und so weiter, wiederum jeweils über eine solche Batteriemodul- Verbindungseinrichtung. Es können über solche Batteriemodul- Verbindungseinrichtungen auch beliebige Kombinationen von Serien- und Parallelschaltungen von Batteriemoden realisiert werden. A pole connection unit of the first or second battery module can either be a connection for a plus pole or a connection for a minus pole of the relevant battery module. In the case of a parallel connection of two battery modules, such as the first and second battery modules, the two positive poles of the two battery modules can accordingly be connected to one another via such a battery module connection device, and accordingly also the two negative poles of the two battery modules via such Battery module connection device be connected. In the case of a series connection of two battery modules, a minus pole of the first battery module can then be connected to a plus pole of the second battery module via such a battery module connection device, while the plus pole of the first battery module can then be connected to a minus pole of a third battery module and of the The negative pole of the second battery module with a positive pole of a fourth battery module, and so on, again in each case via such a battery module connection device. Any combination of series and parallel connections of battery modes can also be implemented via such battery module connection devices.
Das mindestens eine Wärmerohr beziehungsweise dessen erster Wärme rohrteil kann nun vorteilhafterweise prinzipiell mit jedem Teil einer solchen Batteriemodul-Verbindungseinrichtung, nämlich deren erster Anschlussein heit, deren zweiter Anschlusseinheit oder deren Verbindungselement, ver bunden sein bzw. direkt kontaktierend an diesen Teilen angeordnet sein, sowie auch mit mehreren dieser Teile gleichzeitig entsprechend verbunden sein. Hierdurch lässt sich die Kühlung der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung besonders effizient und flexibel gestalten. The at least one heat pipe or its first heat pipe part can now advantageously in principle be connected to each part of such a battery module connection device, namely its first connection unit, its second connection unit or its connection element, or be arranged in direct contact with these parts, as well be connected to several of these parts at the same time. As a result, the cooling of the battery module connection device can be designed to be particularly efficient and flexible.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Verbin dungselement flexibel ausgebildet. Das Verbindungselement kann zum Bei spiel eine Art Leiterband umfassen, welches sich beispielsweise biegen lässt. Dies ist bei der Kontaktierung der Pol-Anschlusseinheit und der jeweili gen Batteriemodule besonders vorteilhaft, da so Abstandstoleranzen, Positi onstoleranzen und auch weitere im Betrieb zusätzlich entstehende Ab standstoleranzen zwischen den zu verbindenden Pol-Anschlusseinheiten der Batteriemodule durch die Flexibilität des Verbindungselements ausgeglichen werden können. In a further advantageous embodiment of the invention, the connec tion element is flexible. The connecting element can, for example, comprise a type of conductor strip that can be bent, for example. This is particularly advantageous when making contact with the pole connection unit and the respective battery modules, since spacing tolerances, position tolerances and other additional distance tolerances between the pole connection units of the battery modules to be connected can be compensated for by the flexibility of the connecting element.
In einem solchen Fall, nämlich wenn das Verbindungselement der Batte riemodul-Verbindungseinrichtung flexibel ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass die Kühleinrichtung, insbesondere das mindestens eine Wärmerohr, vorzugsweise jedes von der Kühleinrichtung umfasste Wärmerohr, mit einem anderen Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung als dem Verbin dungselement verbunden ist. Dies ermöglicht dann nämlich eine einfachere Anbindung des mindestens einen Wärmerohrs an den Teil der Batteriemo dul-Verbindungseinrichtung, wenn dieser Teil starr ausgebildet ist, und schränkt gleichzeitig die Flexibilität der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung nicht ein. In such a case, namely when the connecting element of the battery module connecting device is flexible, it is preferred that the cooling device, in particular the at least one heat pipe, preferably each heat pipe comprised by the cooling device, with a different part of the battery module connecting device than the Connec tion element is connected. This then enables a simpler connection of the at least one heat pipe to the part of the battery module connecting device when this part is rigid, and at the same time does not restrict the flexibility of the battery module connection device.
Im Allgemeinen ist es also besonders vorteilhaft wenn, wie dies gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, die Batte riemodul-Verbindungseinrichtung zumindest ein starren Teil und zumindest einen flexiblen Teil aufweist, wobei die Kühleinrichtung nur am zumindest einen starren Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung angeordnet ist. Dies bedeutet, dass das von der Kühleinrichtung umfasste Wärmerohr an dem zumindest einen starren Teil direkt kontaktierend beziehungsweise diesen direkt berührend angeordnet ist, jedoch an keinem flexiblen Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung. Umfasst die Kühleinrichtung bei spielsweise mehrere solcher Wärmerohre, so sind diese alle vorzugsweise an zumindest einem starren Teil beziehungsweise optional auch an ver schiedenen starren Teilen der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung, direkt kontaktierend beziehungsweise diesen berührend angeordnet, und nicht am flexiblen Teil, der wie beschrieben, durch das Verbindungselement bereitge stellt sein kann. Unter flexibel ist dabei vorzugsweise biegbar beziehungs weise reversibel geometrisch verformbar zu verstehen. Diese Flexibilität kann auf einfache Weise durch eine entsprechend dünne Ausbildung des Verbindungselements beziehungsweise eine zumindest flache Ausbildung, wie in Form des beschriebenen Leitungsbands, bereitgestellt werden. Der leitende Teil des Verbindungselements ist vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung, zum Beispiel Kupfer. In general, it is therefore particularly advantageous if, as provided according to a further advantageous embodiment of the invention, the battery module connection device has at least one rigid part and at least one flexible part, the cooling device only on at least one rigid part of the battery module connection device is arranged. This means that the heat pipe encompassed by the cooling device is arranged in direct contact with the at least one rigid part or in direct contact with it, but not on any flexible part of the battery module connecting device. If the cooling device comprises, for example, several such heat pipes, then these are all preferably arranged on at least one rigid part or optionally also on various rigid parts of the battery module connecting device, directly contacting or touching them, and not on the flexible part, which, as described, passes through the connecting element can be provided. In this context, flexible is preferably to be understood as bendable or reversibly geometrically deformable. This flexibility can be provided in a simple manner by a correspondingly thin design of the connecting element or an at least flat design, such as in the form of the conduction band described. The conductive part of the connecting element is preferably made of a metal or an alloy, for example copper.
Dadurch, dass die Kühleinrichtung nur an zumindest einem starren Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung angeordnet ist, wird eine effiziente Kühlung ermöglicht und dennoch, wie bereits beschrieben, die Flexibilität der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung nicht eingeschränkt. Because the cooling device is only arranged on at least one rigid part of the battery module connecting device, efficient cooling is enabled and yet, as already described, the flexibility of the battery module connecting device is not restricted.
Die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung kann im Allgemeinen aus mehre ren Einzelteilen bestehen, die nicht notwendigerweise fest miteinander ver bunden sein müssen, das heißt zerstörungs- bzw. beschädigungsfrei lösbar voneinander miteinander verbunden sein können. Entsprechend kann die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung auch reversibel miteinander koppel bare oder elektrisch leitend verbindbare Einheiten aufweisen, wie dies nun nachfolgend näher beschrieben wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder die zweite Anschlusseinheit eine erste Kopplungseinheit aufweist, welche elektrisch leitend mit der Pol-Anschlusseinheit koppelbar ist, eine zweite Kopplungseinheit, welche zerstörungsfrei reversibel mit der ersten Kopplungseinheit elektrisch leitend verbindbar ist, zum Beispiel mit dieser verschraubbar ist, und eine starre Verbindungsschiene, welche die zweite Kopplungseinheit mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbindet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Kontaktierung der einzelnen Batte- riemodule untereinander, insbesondere durch reversibel voneinander lösbare Verbindungen. Bei einer solchen Ausbildung der ersten Anschlusseinheit und/oder der zweiten Anschlusseinheit ist es entsprechend bevorzugt, dass der erste Wärmerohrteil des mindestens einen Wärmerohrs an der erste Kopplungseinheit und/oder der zweiten Kopplungseinheit und/oder der star ren Verbindungsschiene angeordnet ist. Mit anderen Worten ist also der erste Wärmerohrteil wiederum an einem starren Element der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung angeordnet, und nicht am vorzugsweise flexibel ausgeführten Verbindungselement. The battery module connecting device can generally consist of several individual parts which do not necessarily have to be firmly connected to one another, that is to say can be connected to one another in a non-destructive or damage-free manner. Accordingly, the Battery module connection device also have reversible coupling face or electrically conductively connectable units, as will now be described in more detail below. It is advantageous if the first and / or the second connection unit has a first coupling unit which can be coupled to the pole connection unit in an electrically conductive manner, a second coupling unit which can be connected non-destructively and reversibly to the first coupling unit in an electrically conductive manner, for example to this can be screwed, and a rigid connecting rail which connects the second coupling unit to the connecting element in an electrically conductive manner. This enables particularly simple contacting of the individual battery modules with one another, in particular by means of connections that can be reversibly detached from one another. With such a design of the first connection unit and / or the second connection unit, it is correspondingly preferred that the first heat pipe part of the at least one heat pipe is arranged on the first coupling unit and / or the second coupling unit and / or the rigid connecting rail. In other words, the first heat pipe part is again arranged on a rigid element of the battery module connection device, and not on the connection element, which is preferably designed to be flexible.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Batte riemodul-Verbindungseinrichtung eine elektrische Isolierung auf. Dies ist besonders vorteilhaft, da gerade bei Batteriemodulen zur Verwendung in einer Hochvoltbatterie Spannungen an den Pol-Anschlusseinheiten bereit stellbar sind, die im Hochvoltbereich liegen. Die elektrische Isolierung der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung ist dann entsprechend vorzugsweise so ausgestaltet, dass ein Berührschutz bereitgestellt ist, das heißt dass keine ström- beziehungsweise spannungstragenden Teile der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung sowie auch der Pol-Anschlusseinheiten der Batterie pole, zum Beispiel mit einem Finger, berührbar sind. Um eine möglichst effiziente Wärmeabfuhr von der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung zu ermöglichen, ist es weiterhin bevorzugt, dass der erste Wärmerohrteil des mindestens einen Wärmerohrs elektrisch leitend mit der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung verbunden ist. Mit anderen Worten liegt der erste Wärmerohrteil nicht oder zumindest nicht nur außen an der elektrischen Isolierung der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung an, sondern kontaktiert direkt elektrisch leitfähige Teile der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung, an welchen in ihrer bestimmungsgemäßen Anordnung zwischen eine Span nung anliegt und durch welche im Betrieb der Batteriemodule Strom geführt wird. Das metallische Gefäß des mindestens einen Wärmerohrs kann damit in direkten Kontakt zu einem metallischen Material der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung stehen, wodurch eine besonders effiziente Wärme abfuhr ermöglicht wird, da Metalle typischerweise eine deutlich höhere ther mische Leitfähigkeit aufweisen als typisch elektrisch isolierende Materialien wie zum Beispiel Kunststoffe. Um dennoch die Berührsicherheit sicherzustel len, kann auch das Wärmerohr in seinem Verlauf bis zur Wärmesenke von einer elektrischen Isolierung ummantelt sein. In a further advantageous embodiment of the invention, the battery module connecting device has electrical insulation. This is particularly advantageous because, precisely in the case of battery modules for use in a high-voltage battery, voltages can be made available at the pole connection units which are in the high-voltage range. The electrical insulation of the battery module connection device is then preferably designed in such a way that contact protection is provided, that is, no current or voltage-carrying parts of the battery module connection device or the pole connection units of the battery pole can be touched, for example with a finger are. In order to enable the most efficient possible heat dissipation from the battery module connection device, it is further preferred that the first heat pipe part of the at least one heat pipe is connected to the battery module connection device in an electrically conductive manner. In other words, lies the first Heat pipe part does not or at least not only on the outside of the electrical insulation of the battery module connection device, but makes direct contact with electrically conductive parts of the battery module connection device, to which a voltage is applied in their intended arrangement and through which current is carried during operation of the battery modules. The metallic vessel of the at least one heat pipe can thus be in direct contact with a metallic material of the battery module connection device, which enables particularly efficient heat dissipation, since metals typically have a significantly higher thermal conductivity than typically electrically insulating materials such as plastics . In order to be safe against accidental contact, the heat pipe can also be coated with electrical insulation in its course up to the heat sink.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kühlungsanordnung die Wärmesenke, wobei der zweite Wärmerohrteil elektrisch isoliert mit der Wärmesenke verbunden ist. Die Wärmesenke an sich kann wiederum zumindest durch ein metallisches Element bereitgestellt sein, wie zum Beispiel eine Metallplatte, die optional auch von einem Kühl medium beziehungsweise Kühlmittel durchströmbar sein kann beziehungs weise im Kühlbetrieb durchströmt wird, wozu in dieser Metallplatte zum Bei spiel Kühlkanäle vorgesehen sein können. Die Wärmesenke kann aber auch beliebig anders ausgestaltet sein. Durch die elektrische Isolierung zwischen dem zweiten Wärmerohrteil und einer solchen metallischen Platte bzw. Wärmesenke kann vorteilhafterweise eine Potentialtrennung umgesetzt wer den. Dabei ist es besonders vorteilhaft, eine solche Potentialtrennung durch das Vorsehen einer elektrischen Isolierung im Bereich des Ankopplungs punkts des Wärmerohrs an die Wärmesenke und nicht im Bereich des An kopplungspunkts des Wärmerohrs an der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung vorzusehen, da im Bereich der Wärmesenke deut lich größere Wärmeübertragsflächen zwischen dem Wärmerohr und der Wärmesenke, wie zum Beispiel einer Kühlplatte, bereitgestellt werden kön nen aufgrund der deutlich größeren baulichen Freiheitsgrade, als im Bereich der Batteriemodul-Verbindungseinrichtungen. Dadurch lässt sich entspre- chend trotz einer solchen vorgesehenen elektrischen Isolierung zwischen dem Wärmerohr und der Wärmesenke durch das Vorsehen einer entspre chend großen Übergangsfläche dennoch eine effiziente Wärmeabfuhr bezie hungsweise ein effizienter Wärmeübertrag vom Wärmerohr zur Wärmesenke bereitstellen. In a further advantageous embodiment of the invention, the cooling arrangement comprises the heat sink, the second heat pipe part being connected to the heat sink in an electrically insulated manner. The heat sink itself can in turn be provided at least by a metallic element, such as a metal plate, which can optionally also be flowed through by a cooling medium or coolant or is flowed through in cooling mode, for which purpose cooling channels can be provided in this metal plate, for example . The heat sink can, however, also be designed in any other way. The electrical insulation between the second heat pipe part and such a metallic plate or heat sink can advantageously implement a potential separation. It is particularly advantageous to provide such a potential separation by providing electrical insulation in the area of the coupling point of the heat pipe to the heat sink and not in the area of the coupling point of the heat pipe to the battery module connection device, since there are significantly larger heat transfer surfaces in the area of the heat sink between the heat pipe and the heat sink, such as a cooling plate, can be provided due to the significantly greater structural degrees of freedom than in the area of the battery module connection devices. This allows corresponding accordingly, despite such provided electrical insulation between the heat pipe and the heat sink, by providing a correspondingly large transition area, efficient heat dissipation or efficient heat transfer from the heat pipe to the heat sink can be provided.
Die Wärmesenke kann beispielsweise auch durch eine Kühleinrichtung be reitgestellt sein, welche an einer Unterseite des ersten und/oder zweiten Batteriemoduls angeordnet ist, wobei eine Unterseite des ersten und/oder zweiten Batteriemoduls als diejenige Seite des betreffenden Batteriemoduls definiert ist, welche der Seite des Batteriemoduls, an welcher die Pole der Batterieeinzelzellen des betreffenden Batteriemoduls angeordnet sind, ge genüberliegt. Diese Kühleinrichtung ist vorzugsweise als eine mit einem Kühlmedium durchström bare Kühlplatte ausgestaltet. Diese Kühleinrichtung, welche unterseitig an den Batteriemodulen angeordnet ist, kann somit gleichzeitig auch als Wärmesenke zur Anbindung der mit den Batteriemodul- Verbindungseinrichtungen eingekoppelten Wärmerohren fungieren, sodass dies eine besonders effiziente und kompakte Ausgestaltung erlaubt, da keine separate zusätzliche Kühleinrichtung zur Bereitstellung der genannten Wär mesenke bereitgestellt werden muss. Es kann aber auch eine Kühleinrich tung, die als die Wärmesenke fungiert, zusätzlich oder alternativ auch an anderen Seiten des Batteriemoduls oder zwischen den Einzelzellen des Batteriemoduls angeordnet sein. Nichtsdestoweniger kann die beschriebe nen Wärmesenke aber auch als separat ausgebildete Kühleinrichtung, zum Beispiel Kühlplatte, bereitgestellt sein. The heat sink can for example also be provided by a cooling device which is arranged on an underside of the first and / or second battery module, an underside of the first and / or second battery module being defined as that side of the battery module in question which is the side of the battery module , on which the poles of the individual battery cells of the battery module in question are arranged, ge opposite. This cooling device is preferably designed as a cooling plate through which a cooling medium can flow. This cooling device, which is arranged on the underside of the battery modules, can thus also function as a heat sink for connecting the heat pipes coupled with the battery module connection devices, so that this allows a particularly efficient and compact design, since there is no separate additional cooling device to provide the heat sink mentioned must be provided. However, a cooling device that functions as the heat sink can also be arranged additionally or alternatively on other sides of the battery module or between the individual cells of the battery module. Nevertheless, the heat sink described can also be provided as a separately designed cooling device, for example a cooling plate.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kühlungsanordnung wiederum die Wärmesenke, wobei diese Wärmesenke als Wärmetauscher ausgebildet ist, der eine erste Wärmetauschereinheit und eine von der ersten Wärmetauschereinheit elektrisch isolierte zweiten Wär metauschereinheit aufweist, wobei die erste Wärmetauschereinheit mit der zweiten Wärmetauschereinheit über ein elektrisch isolierendes Kühlmedium thermisch koppelbar ist beziehungsweise im Betrieb gekoppelt ist, wobei der zweite Wärmerohrteil elektrisch leitend nur mit der ersten Wärmetauscher- einheit verbunden ist, so dass ein thermischer Pfad zur Wärmeabfuhr von der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung über das mindestens eine Wär merohr, über die erste Wärmetauschereinheit und über das elektrisch isolie rende Kühlmedium zur zweiten Wärmetauschereinheit bereitstellbar ist bzw. bereitgestellt ist. Die Kopplung des mindestens einen Wärmerohrs mit einem so ausgebildeten Wärmerohrteil erlaubt es vorteilhafter Weise, dass das metallische Wärmerohr beziehungsweise das metallische Gefäß dieses Wärmerohrs wieder direkt mit einem metallischen Teil der ersten Wärmetau schereinheit verbunden sein kann. Da diese erste Wärmetauschereinheit von der zweiten Wärmetauschereinheit elektrisch isoliert ist, und auch zum Wär metransport ein elektrisch isolierendes Kühlmedium verwendet wird, lässt sich auf diese Weise wiederum vorteilhafterweise eine Potentialtrennung zwischen der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung und der zweiten Wär metauschereinheit und damit nach außen bereitstellen. Dies erlaubt eine besonders effiziente Kühlung, da durch die direkte Anbindungsmöglichkeit zwischen dem Wärmerohr und der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung sowie dem Wärmerohr und der erste Wärmetauschereinheit, die ebenfalls ein metallisches Material aufweisen kann, ein besonders effizienter Wärme übertrag und damit eine besonders effiziente Wärmeabfuhr bereitgestellt werden kann. Als elektrisch isolierendes Kühlmedium kann beispielsweise ein elektrisch isolierendes Gas und/oder eine elektrisch isolierende Flüssig keit verwendet werden. In a further advantageous embodiment of the invention, the cooling arrangement in turn comprises the heat sink, this heat sink being designed as a heat exchanger which has a first heat exchanger unit and a second heat exchanger unit electrically insulated from the first heat exchanger unit, the first heat exchanger unit having an electrical connection with the second heat exchanger unit insulating cooling medium can be thermally coupled or is coupled during operation, the second heat pipe part being electrically conductive only to the first heat exchanger Unit is connected, so that a thermal path for heat dissipation from the battery module connection device via the at least one heat pipe, via the first heat exchanger unit and via the electrically insulating cooling medium to the second heat exchanger unit can be provided or is provided. The coupling of the at least one heat pipe to a heat pipe part designed in this way advantageously allows the metallic heat pipe or the metallic vessel of this heat pipe to be connected again directly to a metallic part of the first heat exchanger unit. Since this first heat exchanger unit is electrically insulated from the second heat exchanger unit, and an electrically insulating cooling medium is also used for heat transport, in this way, in turn, a potential separation between the battery module connection device and the second heat exchanger unit and thus to the outside can advantageously be provided. This allows particularly efficient cooling, since the direct connection option between the heat pipe and the battery module connection device as well as the heat pipe and the first heat exchanger unit, which can also have a metallic material, enables particularly efficient heat transfer and thus particularly efficient heat dissipation . An electrically insulating gas and / or an electrically insulating liquid can, for example, be used as the electrically insulating cooling medium.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Hochvoltbatterie für ein Kraft fahrzeug, wobei die Hochvoltbatterie eine erfindungsgemäße Kühlungsan ordnung oder eine ihrer Ausgestaltungen aufweist. Die für die erfindungsge mäße Kühlungsanordnung und ihre Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher weise für die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie. The invention also relates to a high-voltage battery for a motor vehicle, the high-voltage battery having a cooling arrangement according to the invention or one of its configurations. The advantages described for the cooling arrangement according to the invention and its configurations apply equally to the high-voltage battery according to the invention.
Die Hochvoltbatterie kann weiterhin mehrere Batteriemodule, insbesondere umfassend auch das oben beschriebene erste und zweite Batteriemodul, welche über die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung miteinander elektrisch leitend verbunden sind beziehungsweise verbindbar sind, umfas sen. Insbesondere kann die Hochvoltbatterie vielzählige solcher Batteriemo- dule sowie mehrere der beschriebenen Batteriemodul- Verbindungseinrichtungen und entsprechend mehrere Kühlungsanordnun gen umfassen. Weiterhin kann die Hochvoltbatterie auch die beschriebene Wärmesenke aufweisen. Dabei können auch Wärmerohre verschiedener Kühlungsanordnungen, die mit unterschiedlichen Batteriemodul- Verbindungseinrichtungen gekoppelt sind, an die selbe Wärmesenke ange bunden werden. The high-voltage battery can furthermore comprise several battery modules, in particular also including the first and second battery modules described above, which are or can be connected to one another in an electrically conductive manner via the battery module connection device. In particular, the high-voltage battery can handle numerous such battery types modules as well as several of the battery module connection devices described and accordingly several cooling arrangements include. Furthermore, the high-voltage battery can also have the heat sink described. Heat pipes of different cooling arrangements, which are coupled to different battery module connection devices, can also be connected to the same heat sink.
Die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung und ihren Ausgestaltungen beschriebenen Merkmale des ersten und/oder zwei ten Batteriemoduls sollen in gleicher Weise für die Batteriemodule der Hoch voltbatterie gelten und damit entsprechende Weiterbildungen der erfindungs gemäßen Hochvoltbatterie ermöglichen. The features of the first and / or second battery module described in connection with the cooling arrangement according to the invention and its configurations should apply in the same way to the battery modules of the high-voltage battery and thus enable corresponding developments of the high-voltage battery according to the invention.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfin dungsgemäßen Hochvoltbatterie oder eine ihrer Ausgestaltungen. Auch hiergelten die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kühlungsan ordnung und ihren Ausgestaltungen genannten Vorteile in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with a high-voltage battery according to the invention or one of its configurations. The advantages mentioned in connection with the cooling arrangement according to the invention and its configurations also apply here in the same way to the motor vehicle according to the invention.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbe sondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personen bus oder Motorrad ausgestaltet. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular special as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschrie benen Ausführungsformen. The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments enclosed.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt: Exemplary embodiments of the invention are described below. This shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Hochvoltbatterie mit exemplarisch zwei Batteriemodulen und einer Kühlungsanord nung zur Kühlung der Batteriemodule gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kühlungsanordnung zur1 shows a schematic illustration of a high-voltage battery with two exemplary battery modules and a cooling arrangement for cooling the battery modules according to an exemplary embodiment of the invention; and Fig. 2 is a schematic representation of a cooling arrangement for
Kühlung von Batteriemodulen gemäß einem weiteren Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Cooling of battery modules according to a further exemplary embodiment of the invention.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispie len stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschrie benen Merkmale der Erfindung ergänzbar. The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that further develop the invention in each case independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente. In the figures, the same reference symbols denote functionally identical elements.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Flochvoltbatterie 10, welche mehrere Batteriemodule 12 aufweist, von denen hier lediglich exemplarisch zwei Batteriemodule 12 dargestellt sind. Weiterhin weist die Flochvoltbatterie 10 eine Kühlungsanordnung 14 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung auf. Die beiden Batteriemodule 12 sind über eine Batteriemodul- Verbindungseinrichtung 16 miteinander elektrisch leitend verbunden. In die sem Beispiel koppelt die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 einen Pluspol 12a eines ersten Batteriemoduls 12 mit einem Minuspol 12b des zweiten Batteriemoduls 12. Flierdurch lässt sich also beispielsweise eine Serienschaltung dieser beiden Batteriemodule 12 realisieren. Im Allgemeinen können Batteriemodule 12 aber auch über eine solche Batteriemodul- Verbindungseinrichtung 16 zur Bereitstellung einer Parallelschaltung von Batteriemodulen 12 elektrisch leitend verbunden sein. Die Batteriemodule 12 einer Flochvoltbatterie 10, wie zum Beispiel die hier dargestellte, können aus verschiedenen Gründen miteinander in Serien- und/oder Parallelschaltung miteinander verbunden werden, zum Beispiel um Kapazitäten oder Span nungen zu erhöhen. 1 shows a schematic representation of a floch-volt battery 10, which has a plurality of battery modules 12, of which two battery modules 12 are shown here only as an example. Furthermore, the floch-volt battery 10 has a cooling arrangement 14 according to an embodiment of the invention. The two battery modules 12 are connected to one another in an electrically conductive manner via a battery module connecting device 16. In this example, the battery module connecting device 16 couples a positive pole 12a of a first battery module 12 to a negative pole 12b of the second battery module 12. This means that these two battery modules 12 can be connected in series, for example. In general, however, battery modules 12 can also be connected in an electrically conductive manner via such a battery module connecting device 16 to provide a parallel connection of battery modules 12. The battery modules 12 of a floch-volt battery 10, such as the one shown here, can be connected in series and / or in parallel with one another for various reasons connected to each other, for example to increase capacities or voltages.
Bei herkömmlichen Batterien erwärmen sich die Verbindungen bei Abnahme oder Zuführung von Leistung sehr stark, da sie durch die Abnahme oder Zuführung durch diese Verbindungen entstehenden Stromfluss belastet werden. Auch am Beispiel der Hochvoltbatterie 10 gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein solcher Stromfluss 18 durch Pfeile veranschaulicht dargestellt, welcher von der ersten Batterie 12, insbesondere über deren Pluspol 12a über die Batteriemodul- Verbindungseinrichtung 16 zum Minuspol 12b des zweiten Batteriemoduls 12 und durch dieses hindurch zu dessen Pluspol 12a fließt. In conventional batteries, the connections heat up very strongly when power is drawn or supplied, since they are loaded by the flow of current generated by these connections. Also in the example of the high-voltage battery 10 according to the embodiment of the invention shown in Fig. 1, such a current flow 18 is illustrated by arrows, which from the first battery 12, in particular via its positive terminal 12a via the battery module connection device 16 to the negative terminal 12b of the second battery module 12 and flows through it to its positive pole 12a.
Eine solche bei herkömmlichen Batterien entstehende starke Erwärmung kann sich negativ auf die Eigenschaften des Batteriesystems auswirken und dabei die Batterie beziehungsweise die Batteriemodule beziehungsweise deren einzelne Batteriezellen schädigen, zu einer vorzeitigen Alterung füh ren, insgesamt die Leistung der Batterie reduzieren, und so weiter Die Erfin dung und ihre Ausgestaltung erlaubt es nun vorteilhafterweise, dass diese Wärmebelastung für die Energiespeicher, insbesondere der jeweiligen Batte riemodule 12, reduziert werden kann und dadurch die beschriebenen negati ven Auswirkungen ebenfalls reduziert beziehungsweise minimiert werden können. Such strong warming that occurs with conventional batteries can have a negative effect on the properties of the battery system and damage the battery or the battery modules or their individual battery cells, lead to premature aging, reduce the overall performance of the battery, and so on and its design now advantageously allows this heat load for the energy storage device, in particular the respective battery module 12, to be reduced and the negative effects described can likewise be reduced or minimized as a result.
Zu diesem Zweck ist zumindest ein Teil einer Kühleinrichtung in die be schriebene Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 in Form zumindest eines Wärmerohrs 20 integriert. In diesem Beispiel umfasst die Kühleinrich tung der Kühlungsanordnung 14 exemplarisch vier solche Wärmerohre 20, die vorzugsweise als Heatpipes ausgebildet sind. Die Batteriemodul- Verbindungseinrichtung 16 kann weiterhin Verbindungselemente aufweisen, die beispielsweise mit Anschlussteilen an einer Batterie beziehungsweise einem Batteriemodul 12 befestigt bzw. angebunden, zum Beispiel ver schraubt, geklemmt, verschweißt oder gesteckt, sein können. Diese jeweili gen Anschlussteile 24 können über einen Leiter, welcher in Fig. 1 mit 22 bezeichnet ist und im Folgenden im Allgemeinen als Verbindungselement 22 bezeichnet wird, elektrisch leitend verbunden sein. Manche oder alle dieser Teile der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 können nun vorteilhaf terweise mit Heatpipes beziehungsweise im Allgemeinen Wärmerohren 20 beziehungsweise Wärmeleiterohren versehen werden, welche die Wärme aus dem Bauteil, nämlich der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 transportieren. Die Kühlungsanordnung 14 weist also entsprechend zumin dest einen Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 auf, sowie mindestens ein Wärmerohr 20. Ein solches Wärmerohr 20 kann wiederum jeweils einen ersten Wärmerohrteil 20a aufweisen, welcher an zumindest einem Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 direkt kontaktierend angeordnet ist, sowie einen zweiten Wärmerohrteil 20b, zur Anordnung an einer Wärmesenke 25. Dadurch ist entsprechend ein Wärmeleitpfad zur Wärmeabfuhr von der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 über den ersten Wärmerohrteil 20a zum zweiten Wärmerohrteil 20b und damit zur Wärmesenke 25 bereitgestellt. Diese Wärmesenke 25 kann zum Beispiel durch eine mit einem Kühlmedium durchström bare Kühlplatte 26, welche an einer Unterseite 12c der Batteriemodule 12 zur unterseitigen Kühlung der Batteriemodule 12, oder auch an einer oder mehreren anderen Seiten der Batteriemodule 12 oder auch zwischen Einzelzellen der jeweiligen Batte riemodule 12 angeordnet sein kann, bereitgestellt sein. Diese Wärmesenke 25 kann aber auch durch eine separate Kühleinrichtung 28 bereitgestellt sein, die alleinig oder zusätzlich zu einer solchen Kühlplatte 26 vorhanden sein kann. For this purpose, at least part of a cooling device is integrated into the battery module connection device 16 described in the form of at least one heat pipe 20. In this example, the cooling device of the cooling arrangement 14 comprises four such heat pipes 20, which are preferably designed as heat pipes. The battery module connection device 16 can furthermore have connection elements which, for example, can be fastened or connected to a battery or a battery module 12 with connection parts, for example screwed, clamped, welded or plugged in. These respective connection parts 24 can be connected via a conductor, which is indicated by 22 in FIG. 1 and is generally referred to below as connecting element 22, be electrically conductively connected. Some or all of these parts of the battery module connecting device 16 can now advantageously be provided with heat pipes or, in general, heat pipes 20 or heat conducting pipes, which transport the heat from the component, namely the battery module connecting device 16. The cooling arrangement 14 accordingly has at least part of the battery module connection device 16 and at least one heat pipe 20. Such a heat pipe 20 can in turn each have a first heat pipe part 20a which is arranged in direct contact on at least part of the battery module connection device 16 , and a second heat pipe part 20b for arrangement on a heat sink 25. This provides a heat conduction path for heat dissipation from the battery module connection device 16 via the first heat pipe part 20a to the second heat pipe part 20b and thus to the heat sink 25. This heat sink 25 can, for example, by a cooling plate 26 through which a cooling medium can flow, which is attached to an underside 12c of the battery modules 12 for cooling the underside of the battery modules 12, or also to one or more other sides of the battery modules 12 or between individual cells of the respective battery modules 12 can be arranged. This heat sink 25 can, however, also be provided by a separate cooling device 28, which can be present alone or in addition to such a cooling plate 26.
Diese Wärmerohre 20 weisen beispielsweise ein metallisches Gehäuse beziehungsweise ein metallisches Gefäß, wie beispielsweise eine Kupferröh re oder ähnliches, auf, in welchem sich ein Arbeitsmedium befindet. Dieses metallische Gehäuse der Wärmerohre 20 ist dabei vorzugsweise in direktem Kontakt mit den leitenden Teilen der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16, sodass ein besonders effizienter Wärmeübertrag bereitgestellt werden kann. Um dennoch eine Potentialtrennung nach außen zu ermöglichen, ist es in diesem Fall bevorzugt, dass diese Wärmerohre 20 mit ihren jeweiligen zweiten Wärmerohrteilen 20b über eine elektrische Isolierung 30 mit der Wärmesenke 25, wie in diesem Beispiel lediglich für die Kühlplatte 26 illus triert ist, angebunden sein können. Damit bleibt die Wärmesenke 25, in die sem Beispiel die Kühlplatte 26, weiterhin potentialfrei. Alternativ oder zusätz lich können die Wärmerohre 20 aber auch an einen Wärmetauscher als Wärmesenke 25 angebunden sein, wie zum Beispiel die in Fig. 1 als Wär mesenke 25 dargestellte Kühleinrichtung 28, wobei ein solcher Wärmetau scher selbst eine solche Potentialtrennung bereitstellen kann, indem er zum Beispiel zwei voneinander elektrisch isolierte Wärmetauschereinheiten auf weist, die über ein elektrisch isolierendes Wärmeleitmedium thermisch mitei nander gekoppelt sind. These heat pipes 20 have, for example, a metallic housing or a metallic vessel, such as a copper tube or the like, in which a working medium is located. This metallic housing of the heat pipes 20 is preferably in direct contact with the conductive parts of the battery module connecting device 16, so that a particularly efficient heat transfer can be provided. In order to nevertheless enable potential separation to the outside, it is preferred in this case that these heat pipes 20 with their respective second heat pipe parts 20b are connected to the via electrical insulation 30 Heat sink 25, as illustrated in this example only for the cooling plate 26, can be connected. So that the heat sink 25, in this example the cooling plate 26, remains potential-free. Alternatively or additionally, the heat pipes 20 can also be connected to a heat exchanger as a heat sink 25, such as the cooling device 28 shown in FIG. 1 as a heat sink 25, such a heat exchanger itself being able to provide such a potential separation by being connected to the Example has two mutually electrically isolated heat exchanger units, which are thermally coupled to one another via an electrically insulating heat conducting medium.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Kühlungsanordnung 14 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beziehungsweise in einer etwas detaillierteren Darstellung. Entsprechend kann die Kühlungs anordnung 14 wie bereits zu Fig. 1 beschrieben ausgebildet sein. Diese Kühlungsanordnung 14 umfasst wiederum die Batteriemodul- Verbindungseinrichtung 16 sowie mindestens ein Wärmerohr 20, in diesem Beispiel zwei Wärmerohre 20. Die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 kann wiederum, wie zu Fig. 1 ebenfalls beschrieben, Anschlussteile 24 sowie einen dieser Anschlussteile 24 verbindenden Leiter aufweisen. Dieser Leiter kann im Allgemeinen als ein flexibles Verbindungselement 22 ausgeführt sein. Die Anschlussteile 24 dagegen sind starr ausgebildet. Die flexible Aus bildung des Verbindungselements 22 hat den Vorteil, dass hierdurch Ab standstoleranzen zwischen den Anschlussteilen 24 ausgeglichen werden können. Um die Flexibilität dieser Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 nicht einzuschränken, ist es entsprechend bevorzugt, dass die Wärmerohre 20 nur mit starren Teilen der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16, also in diesem Fall nur mit Bereichen der Anschlussteile 24 verbunden sind be ziehungsweise an diesen angeordnet sind. Diese Anschlussteile 24 können wiederum mehrteilig ausgeführt sein. Ein jeweiliges solches Anschlussteil 24, welches auch eingangs als Anschlusseinheit bezeichnet wurde, weist in diesem Beispiel eine erste Kopplungseinheit 24a auf, welche elektrisch lei tend mit einer Pol-Anschlusseinheit 12a, 12b eines betreffenden Batteriemo duls 12 koppelbar ist, eine zweite Kopplungseinheit 24b, welches zerstö- rungsfrei reversibel mit der ersten Kopplungseinheit 24a elektrisch leitend verbindbar ist, zum Beispiel über eine Steckverbindung und/oder Schraub verbindung oder irgendeiner anderen Art reversibel lösbarer mechanischer und elektrisch kontaktierender Verbindung, sowie eine starre Verbindungs schiene 24c, welche einerseits wiederum fest, das heißt nicht lösbar, mit der zweiten Kopplungseinheit 24b verbunden ist, zum Beispiel mit dieser stoff schlüssig und/oder einstückig ausgebildet beziehungsweise verbunden sein kann, und welche andererseits ebenfalls fest mit dem Verbindungselement 22 verbunden ist. Die jeweiligen erste und zweiten Kopplungseinheit 24a, 24b sind in Fig. 2 exemplarisch im nicht miteinander verbundenen Zustand dargestellt, können jedoch, wie beschrieben, in einfacher Weise miteinander gekoppelt werden. FIG. 2 shows a schematic representation of a cooling arrangement 14 according to a further exemplary embodiment of the invention or in a somewhat more detailed representation. Correspondingly, the cooling arrangement 14 can be designed as already described for FIG. 1. This cooling arrangement 14 in turn comprises the battery module connection device 16 and at least one heat pipe 20, in this example two heat pipes 20. The battery module connection device 16 can in turn, as also described for FIG. 1, have connection parts 24 and one conductor connecting these connection parts 24. This conductor can generally be designed as a flexible connecting element 22. The connection parts 24, on the other hand, are rigid. The flexible formation of the connecting element 22 has the advantage that it allows stand tolerances between the connecting parts 24 to be compensated. In order not to restrict the flexibility of this battery module connection device 16, it is correspondingly preferred that the heat pipes 20 are only connected to rigid parts of the battery module connection device 16, i.e. in this case only with areas of the connection parts 24 or are arranged on them. These connecting parts 24 can in turn be designed in several parts. A respective such connection part 24, which was also referred to at the beginning as a connection unit, has in this example a first coupling unit 24a, which can be electrically conductively coupled to a pole connection unit 12a, 12b of a relevant battery module 12, a second coupling unit 24b, which destroy- can be connected to the first coupling unit 24a in an electrically conductive manner, for example via a plug connection and / or screw connection or some other type of reversibly releasable mechanical and electrically contacting connection, as well as a rigid connecting rail 24c, which on the one hand is fixed, i.e. not releasable , is connected to the second coupling unit 24b, for example can be formed or connected to it cohesively and / or in one piece, and which, on the other hand, is also firmly connected to the connecting element 22. The respective first and second coupling units 24a, 24b are shown by way of example in the non-interconnected state in FIG. 2, but can, as described, be coupled to one another in a simple manner.
Weiterhin ist die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 nach außen hin elektrisch isoliert ausgeführt. Dazu sind die jeweiligen Komponenten dieser Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 mit einer entsprechenden elektri schen Isolierung 32 versehen beziehungsweise ummantelt. Dies gilt insbe sondere für die einzelnen Elemente der Anschlussteile 24, sowie auch für das Verbindungselement 22, welches einen elektrischen Leiter 34, welcher zum Beispiel als Leitungsband ausgeführt sein kann, mit einer entsprechen den elektrischen Isolierung 32 ummantelt bereitgestellt sein kann. Auch die außerhalb dieser Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 verlaufenden Teile der Wärmerohre 20 können mit einer entsprechenden elektrischen Isolierung versehen sein, welche jedoch hier aus Gründen der Übersichtlich keit nicht im Detail dargestellt ist. Wie jedoch in Fig. 2 nunmehr deutlich zu erkennen ist, ist zumindest der erste Wärmerohrteil 20a der jeweiligen Wär merohre 20 in direktem und damit elektrisch leitendem Kontakt mit den im Betrieb stromführenden Teilen der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16, in diesem Beispiel der elektrischen Teile der jeweiligen Anschlusseinheiten beziehungsweise Anschlussteile 24. Dadurch kann eine besonders effiziente Wärmeabfuhr bereitgestellt werden. Die Anbindung der jeweiligen Wärme rohre 20 an die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung 16 kann dabei eben falls auf beliebige Weise erfolgen, zum Beispiel unter Verwendung einer Ringöse, durch Löten und/oder Schweißen, Einspritzen oder ähnliches. Die elektrisch leitenden Teile der Anschlussteile 24 sowie des Verbindungsele ments 22 können dabei ebenfalls aus einem metallischen Material mit be sonders guter Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Kupfer oder einer Kupfer legierung gebildet sein. Furthermore, the battery module connecting device 16 is designed to be electrically insulated from the outside. For this purpose, the respective components of this battery module connection device 16 are provided with a corresponding electrical insulation 32 or encased. This applies in particular to the individual elements of the connection parts 24, as well as to the connecting element 22, which can be provided encased with a corresponding electrical insulation 32, an electrical conductor 34, which can be designed as a conduction band, for example. The parts of the heat pipes 20 extending outside this battery module connection device 16 can also be provided with a corresponding electrical insulation, which is not shown in detail here for reasons of clarity. However, as can now be clearly seen in FIG. 2, at least the first heat pipe part 20a of the respective heat pipes 20 is in direct and therefore electrically conductive contact with the parts of the battery module connecting device 16 that are live during operation, in this example the electrical parts of the respective Connection units or connection parts 24. In this way, particularly efficient heat dissipation can be provided. The connection of the respective heat pipes 20 to the battery module connection device 16 can also take place in any desired manner, for example using a ring eyelet, by soldering and / or welding, injection molding or the like. The Electrically conductive parts of the connection parts 24 and of the connecting element 22 can also be formed from a metallic material with particularly good thermal conductivity, such as copper or a copper alloy.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein gekühlter Batte rieverbinder mit Heatpipes bereitgestellt werden kann, welcher eine gezielte Kühlung von Batteriemodulen direkt im Bereich deren Pol- Anschlusseinheiten erlaubt und damit direkt an Temperaturhotspots der Batteriemodule, wodurch eine besonders effiziente und homogene Kühlung von Batteriemodulen bereitgestellt werden kann und dadurch vor allem Alte rungseffekte minimiert und die Leistungsfähigkeit der Batterie maximiert werden kann. Overall, the examples show how a cooled battery connector with heat pipes can be provided by the invention, which allows targeted cooling of battery modules directly in the area of their pole connection units and thus directly on temperature hotspots of the battery modules, thereby enabling particularly efficient and homogeneous cooling of battery modules can be provided and thereby above all aging effects can be minimized and the performance of the battery can be maximized.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:
Kühlungsanordnung (14) zur Kühlung von Batteriemodulen (12), wobei die Kühlungsanordnung (14) zumindest eine Kühleinrichtung (20) auf weist, Cooling arrangement (14) for cooling battery modules (12), the cooling arrangement (14) having at least one cooling device (20),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kühlungsanordnung (14) zumindest einen Teil einer Batteriemodul- Verbindungseinrichtung (16) zum elektrisch leitenden Verbinden eines ersten Batteriemoduls (12) mit einem zweiten Batteriemodul (12) auf weist, wobei die Kühleinrichtung (20) mindestens ein Wärmerohr (20) aufweist, welches einen ersten Wärmerohrteil (20a) umfasst, welcher am zumindest einen Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung (16) angeordnet ist, und einen zweiten Wärmerohrteil (20b) zur Anord nung an einer Wärmesenke (25; 26, 28) umfasst. the cooling arrangement (14) has at least part of a battery module connection device (16) for electrically conductive connection of a first battery module (12) to a second battery module (12), the cooling device (20) having at least one heat pipe (20) which a first heat pipe part (20a) which is arranged on at least one part of the battery module connecting device (16), and a second heat pipe part (20b) for arrangement on a heat sink (25; 26, 28).
Kühlungsanordnung (14) nach Anspruch 1 , Cooling arrangement (14) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung (16) eine erste Anschluss einheit (24) zum elektrisch leitenden Verbinden mit einer Pol- Anschlusseinheit (12a, 12b) des ersten Batteriemoduls (12), eine zweite Anschlusseinheit (24) zum elektrisch leitenden Verbinden mit einer Pol- Anschlusseinheit (12a, 12b) des zweiten Batteriemoduls (12) und ein Verbindungselement (22) aufweist, welches die erste und die zweite Anschlusseinheit (24) elektrisch leitend miteinander verbindet, wobei der Teil der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung (16), an welchem der erste Wärmerohrteil (20a) des mindestens einen Wärmerohrs (20) angeordnet ist, die erste Anschlusseinheit (24) und/oder die zweite An schlusseinheit (24) und/oder das Verbindungselement (22) darstellt. the battery module connection device (16) has a first connection unit (24) for electrically conductive connection with a pole connection unit (12a, 12b) of the first battery module (12), a second connection unit (24) for electrically conductive connection with a pole connection unit (12a, 12b) of the second battery module (12) and a connecting element (22) which connects the first and second connection units (24) to one another in an electrically conductive manner, the part of the battery module connecting device (16) on which the first heat pipe part (20a) of the at least one heat pipe (20) is arranged, represents the first connection unit (24) and / or the second connection unit (24) and / or the connecting element (22).
Kühlungsanordnung (14) nach Anspruch 2, Cooling arrangement (14) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Verbindungselement (22) flexibel ausgebildet ist. the connecting element (22) is flexible.
Kühlungsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Cooling arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung (16) zumindest ein starren Teil (24) und zumindest einen flexiblen Teil (22) aufweist, wobei die Kühleinrichtung (20) nur am zumindest einen starren Teil (24) der Bat teriemodul-Verbindungseinrichtung (16) angeordnet ist. the battery module connecting device (16) has at least one rigid part (24) and at least one flexible part (22), the cooling device (20) being arranged only on the at least one rigid part (24) of the battery module connecting device (16).
Kühlungsanordnung (14) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, Cooling arrangement (14) according to one of Claims 2 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die erste und/oder die zweite Anschlusseinheit (24) aufweist: the first and / or the second connection unit (24) has:
eine erste Kopplungseinheit (24a), welche elektrisch leitend mit der Pol-Anschlusseinheit (12a, 12b) koppelbar ist; a first coupling unit (24a) which can be coupled to the pole connection unit (12a, 12b) in an electrically conductive manner;
eine zweite Kopplungseinheit (24b), welche zerstörungsfrei rever sibel mit der ersten Kopplungseinheit (24a) elektrisch leitend ver bindbar ist; und a second coupling unit (24b) which can be non-destructively reversible with the first coupling unit (24a) in an electrically conductive manner; and
eine starre Verbindungsschiene (24c), welche die zweite Kopp lungseinheit (24b) mit dem Verbindungselement (22) elektrisch lei tend verbindet; a rigid connecting rail (24c) which connects the second coupling unit (24b) with the connecting element (22) electrically lei tend;
wobei der erste Wärmerohrteil (20a) des mindestens einen Wärmerohrs (20) an der ersten Kopplungseinheit (24a) und/oder der zweiten Kopp lungseinheit (24b) und/oder der starren Verbindungsschiene (24c) an geordnet ist. wherein the first heat pipe part (20a) of the at least one heat pipe (20) is arranged on the first coupling unit (24a) and / or the second coupling unit (24b) and / or the rigid connecting rail (24c).
Kühlungsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Cooling arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Batteriemodul-Verbindungseinrichtung (16) eine elektrische Isolie rung (32) aufweist, wobei der erste Wärmerohrteil (20a) des mindestens einen Wärmerohrs (20) elektrisch leitend mit der Batteriemodul- Verbindungseinrichtung (16) verbunden ist. the battery module connection device (16) has an electrical insulation (32), the first heat pipe part (20a) of the at least one heat pipe (20) being connected in an electrically conductive manner to the battery module connection device (16).
Kühlungsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Cooling arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Kühlungsanordnung (14) die Wärmesenke (25; 26, 28) umfasst, wobei der zweite Wärmerohrteil (20b) elektrisch isoliert mit der Wärme senke (25; 26, 28) verbunden ist. 8. Kühlungsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass the cooling arrangement (14) comprises the heat sink (25; 26, 28), wherein the second heat pipe part (20b) is connected to the heat sink (25; 26, 28) in an electrically insulated manner. 8. Cooling arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Kühlungsanordnung (14) die Wärmesenke (25; 28) umfasst, die als Wärmetauscher (28) ausgebildet ist, der eine erste Wärmetauscherein heit und eine von der ersten Wärmetauschereinheit elektrisch isolierte zweiten Wärmetauschereinheit aufweist, wobei die erste Wärmetau schereinheit mit der zweiten Wärmetauschereinheit über ein elektrisch isolierendes Kühlmedium thermisch koppelbar ist, wobei der zweite Wärmerohrteil (20b) elektrisch leitend nur mit der ersten Wärmetau schereinheit verbunden ist, so dass ein thermischer Pfad zur Wärmeab fuhr von der Batteriemodul-Verbindungseinrichtung (16) über das min destens eine Wärmerohr (20), über die erste Wärmetauschereinheit und über das elektrisch isolierende Kühlmedium zur zweiten Wärme- tauschereinheit bereitstellbar ist. the cooling arrangement (14) comprises the heat sink (25; 28) which is designed as a heat exchanger (28) which has a first heat exchanger unit and a second heat exchanger unit electrically isolated from the first heat exchanger unit, the first heat exchanger unit having the second heat exchanger unit an electrically insulating cooling medium can be thermally coupled, the second heat pipe part (20b) being electrically conductively connected only to the first heat exchanger unit, so that a thermal path for heat dissipation drove from the battery module connection device (16) via the at least one heat pipe (20 ), can be made available via the first heat exchanger unit and via the electrically insulating cooling medium to the second heat exchanger unit.
9. Hochvoltbatterie (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Hochvoltbatterie (10) eine Kühlungsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. 9. High-voltage battery (10) for a motor vehicle, wherein the high-voltage battery (10) has a cooling arrangement (14) according to one of the preceding claims.
10. Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie (10) nach Anspruch 9. 10. Motor vehicle with a high-voltage battery (10) according to claim 9.
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