WO2021213780A1 - Kühlsystem für stromschienen - Google Patents

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WO2021213780A1
WO2021213780A1 PCT/EP2021/058089 EP2021058089W WO2021213780A1 WO 2021213780 A1 WO2021213780 A1 WO 2021213780A1 EP 2021058089 W EP2021058089 W EP 2021058089W WO 2021213780 A1 WO2021213780 A1 WO 2021213780A1
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Oliver Scharkowski
Jens DÖREN
Martin Schloms
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Auto-Kabel Management Gmbh
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Abstract

Kühl System für Stromschienen, insbesondere Zellverbinder oder Modulverbinder von Batterien, umfassend eine Stromschiene mit einem ersten Anschlussbereich für einen Pol einer ersten Batterie, einem zweiten Anschlussbereich für einen Anschluss einer elektrischen Komponente, einer zwischen den Anschlussbereichen, die Stromschiene ummantelnde Isolation, wobei die Stromschiene zumindest in den beiden Anschlussbereichen frei von der Isolation ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Pol abgewandten Seite zumindest eines der Anschlussbereiche unmittelbar auf der Oberfläche der Stromschiene ein gelförmiges Wärmeleitmittel aufgebracht ist.

Description

Kühlsystem für Stromschienen
Der Gegenstand betrifft ein Kühlsystem für Stromschienen, insbesondere für Stromschienen, die als Zellverbinder oder Modulverbinder von Batterien eingesetzt werden, insbesondere in automotiven Anwendungen.
Stromschienen kommen vermehrt in automotiven Anwendungen zum Einsatz. Stromschienen haben den Vorteil, dass sie eine gute Stromtragfähigkeit besitzen und in vorhandene Bauräumen sehr gut eingepasst werden können. Stromschienen werden insbesondere bei Leitungen eingesetzt, die eine hohe Stromtragfähigkeit haben müssen. Solche Leitungen sind mit Leiterquerschnitten von über 16mm2, bevorzugt bis zu 250mm2 und mehr gebildet. Je nach Einsatzgebiet haben die Stromschienen eine Stromtragfahigkeit von 100A bis mehreren 100A, was zu hohen ohmschen Verlusten auch bei hohen Leitfähigkeiten der Stromschienen führt. Die ohmschen Verluste führen zu jöulescher Wärme, die zwingend abgeführt werden muss, um die Leiter vor Beschädigung zu schützen. Nachteilig ist dabei jedoch, dass die Stromschienen aufgrund der notwendigen elektrischen Sicherheit in der Regel mit einem elektrischen Isolator umgeben sind, der gleichzeitig auch ein Wärmeisolator ist. Soll die joulesche Wärme nur über Konvektion abgeführt werden, ist dies insbesondere dann problematisch, wenn eine gegenständliche Stromschiene in einem engen Gehäuse, wie beispielsweise einer Batterie oder einem Batteriemodul, zum Einsatz kommt. Dem Gegenstand lag daher die Aufgabe zugrunde, die Haltbarkeit von Stromschienen bei Einsatz in Hochstromleitungen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühl System nach Anspruch 1 gelöst Eine gegenständliche Stromschiene ist beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet. Die Stromschiene hat in der Regel einen eckigen Leiterquerschnitt, insbesondere einen quadratischen oder rechteckigen Leiterquerschnitt. Die Stromschiene kann als Flachteil gebildet sein und beispielsweise aus einem Blech oder Band geschnitten oder gestanzt sein oder aus einem Vormaterial extrudiert sein.
Der Einsatzbereich einer gegenständlichen Stromschiene liegt insbesondere in automotiven Anwendungen. Dies kann insbesondere der Einsatz bei der Verbindung von Batterien, sei es Antriebsbatterien, Stützbatterien oder sonstigen Batterien im Fahrzeug sein. Batterien im gegenständlichen Sinne können Batteriezellen sein, die untereinander verbunden sind. Eine einzelne Zelle, beispielsweise eine Lithium- Ionen-Zelle, ist mit einer Vielzahl weiterer Zellen parallel und/oder in Reihe verschaltet und bildet ein Batteriemodul. Innerhalb eines Batteriemoduls sind jeweils mehrere Zellen in einem gemeinsamen Gehäuse gekapselt. Die einzelnen Zellen können über eine gegenständliche Stromschiene miteinander verbunden sein.
Batterien im gegenständlichen Sinne können auch Batteriemodule sein. Eine gegenständliche Stromschiene kann zur Verbindung von Batteriemodulen untereinander oder von einem Batteriemodul mit einem elektrischen Verbraucher oder einem Anschlussteil gebildet sein. Wie bereits erwähnt, ist eine Vielzahl von Batteriezellen zu einem Batteriemodul zusammengefasst. Jedes einzelne Modul kann in einem eigenen Gehäuse eingehaust sein. Eine Mehrzahl an Modulen kann wiederum in einem eigenen Gehäuse eingehaust sein. Die Module sind untereinander in Reihe und/oder parallel miteinander verbunden. Die Verbindung der Module untereinander oder mit weiteren Elementen kann mit einer gegenständlichen Stromschiene erfolgen.
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass eine gegenständliche Stromschiene als sogenannter „Energy Backbone®" insbesondere für die Verbindung zwischen einer Antriebsbatterie und einem Elektromotor eingesetzt wird. Eine solche Stromschiene kann beispielsweise ebenfalls in einem Gehäuse, beispielsweise einem Kabelkanal gefühlt sein. Ein Kabelkanal kann insbesondere zur Erhöhung der elektrischen Sicherheit vorgeschrieben sein. · In all diesen genannten Anwendungen wird die Stromschiene im Betrieb hohen elektrischen Belastungen ausgesetzt. Über die Stromschiene fließen Ströme von 100A und mehr. Diese hohen Ströme fuhren zu hohen ohmschen Verlusten und somit großer joulescher Wärme, die abgeführt werden muss. Die gegenständliche Stromschiene ist mit einem ersten Anschlussbereich mit zumindest einem Pol einer Batteriezelle oder eines Batteriemoduls verbunden. Im Falle eines Zellverbinders ist die Stromschiene mit einem zweiten Anschlussbereich mit einem Pol einer zweiten Batteriezelle verbunden. Im Falle eines Modulverbinders ist die Stromschiene mit einem zweiten Anschlussbereich mit einem Pol eines zweiten Batteriemoduls oder mit einem elektrischen Anschlussteil verbunden. Im diesem Falle kann die Stromschiene als „Energy Backbone" mit ihrem zweiten Anschlussbereich mit einem elektrischen Kontaktbereich beispielsweise eines elektrischen Bauteils, eines Elektromotors, eines Komfortverbrauchers in einem Fahrzeug oder dergleichen verbunden sein.
Der erste und zweite Anschlussbereich der Stromschiene liegen bevorzugt an distalen Enden der Stromschiene. Die Anschlussbereiche liegen insbesondere auf den breiten Oberflächen der Stromschiene, die durch eine Stirnkante und zwei einander gegenüberliegende Längskanten der Stromschiene umschlossen sind. Die Stromschiene wird mit ihren Anschlussbereichen in herkömmlicher Art und Weise mit der Batterie und/oder dem Kontaktbereich verbunden. Dabei kommen insbesondere Schraubverbindungen, Klemmverbindungen, Lötverbindungen, Schweißverbindungen, insbesondere Ultraschallschweißverbindungen, Rührreibschweißverbindungen, Widerstandsschweißverbindungen oder dergleichen zum Einsatz. Zwischen den Anschlussbereichen ist die Stromschiene zumindest teilweise mit einem Isolator ummantelt. Der Isolator ist bevorzugt PE» PVC oder Silikon.
Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr, insbesondere zur Erhöhung der Wärmeabfuhr gegenüber reiner Konvektion an Luft, wird vorgeschlagen, dass auf einer dem Pol abgewandten Seite zumindest eines der Anschlussbereiche unmittelbar auf der Oberfläche der Stromschiene ein gelförmiges Wärmeleitmittel aufgebracht ist. Gelförmig im vorliegenden Sinne kann auch pastös bedeuten. Das Wärmeleitmittel hat eine gegenüber Luft erhöhte Wärmeleitfähigkeit und führt dazu, dass die joulesche Wärme von der Stromschiene abgeführt werden kann. Das Wärmeleitmittel ist bevorzugt so aufgetragen, dass die aufgenommene joulesche Wärme über eine größere Oberfläche, als die Oberfläche, auf der es auf der Stromschiene aufgetragen ist, an die Umgebung abgegeben werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Wärmeleitmittel eine Viskosität zwischen 25 Pas und 130 Pas hat.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Wärmeleitmittel eine gegenüber Luft erhöhte Wärmeleitfähigkeit, zumindest die doppelte oder dreifache Wärmeleitfähigkeit von Luft hat. Es wird darüber hinaus auch vorgeschlagen, dass die Wärmeleitfähigkeit zwischen 2W/mK und 12W/mK liegt. Es hat sich herausgestellt, dass für die gegenständlichen Anwendungen eine Wärmeleitfähigkeit von 6 W/m K besonders vorteilhaft ist, da diese ausreichend ist, die entstehende joulesche Wärme hinreichend abzuführen.
Die Wärmeabfuhr kann passiv oder aktiv erfolgen. Im Falle einer passiven Wärmeabfuhr ist das Wärmeleitmittel mit einem passiven Wärmetauscher verbunden. Es wird gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, dass das Wärmeleitmittel in unmittelbarem Kontakt mit einem passiven Wärmetauscher ist. Insbesondere ist das Wärmeleitmittel zwischen der Stromschiene und dem Wärmetauscher eingeklemmt. Beispielsweise ist es möglich, bei der Montage eines Gehäuse, beispielsweise eines Modulverbinders, auf die Stromschiene das Wärmeleitmittel aufzutragen und anschließend das Gehäuse zu verschließen, wobei durch den Verschluss der Wärmetauscher gegen das Wärmeleitmittel gedrückt wird.
Der Wärmetauscher kann gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Gehäusewand oder ein Teil einer Gehäusewand. Eine Gehäusewand kann auch ein Gehäusedeckel sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Batteriezellen oder Batteriemodule in einem gemeinsamen Gehäuse gekapselt sind und dass zumindest eine Gehäusewand in unmittelbarem Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist. Es ist möglich, das Gehäuse oder eine Gehäusewand selbst als passiven Wärmetauscher einzusetzen. Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Gehäusewand im montierten Zustand des Gehäuses in unmittelbaren Kontakt mit dem Wärmeleitmittel kommt. Dann ist es möglich, die von der Stromschiene aufgenommene Wärme über das Wärmeleitmittel an die Gehäusewand abzugeben. Von der Gehäusewand kann die Wärme dann aus dem Gehäuse heraus an die Umgebung abgegeben werden.
Um die Wärmeleitfähigkeit aus dem Gehäuse heraus zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse in dem Bereich, in dem seine Wand in unmittelbarem Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist, aus einem metallischen Material gebildet ist. Das Wärmeleitmittel selbst kann ein elektrischer Isolator sein. Dann stellt das Wärmeleitmittel eine Isolation zwischen dem Anschlussbereich der Stromschiene und dem Gehäuse her. Um die joulesche Wärme an die Außenseite des Gehäuses zu transportieren, hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest ein Bereich des Gehäuses, der in unmittelbarem Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist, aus einem metallischen Material gebildet ist. Metallische Materialien besitzen eine gute Wärmeleitfähigkeit, sodass mit diesen die abgeführte Wärmeenergie besonders gut zur Außenseite des Gehäuses transportiert werden kann.
Um an der Außenseite des Gehäuses eine gute Konvektion zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass an der Gehäusewand, die in unmittelbarem Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist, ein rippenförmiger Kühlkörper angeordnet ist. Ein solcher Kühlkörper hat eine Struktur, die bei gegebenem Volumen eine besonders große Oberfläche hat, sodass über die Oberfläche besonders viel Wärmeenergie an die Luft abgegeben werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Wärmeleitmittel durch eine Gehäuseöffnung zur Außenseite des Gehäuses geführt ist. Das Gehäuse kann eine Ausnehmung haben und durch diese Ausnehmung kann das Wärmeleitmittel von innen nach außen geführt sein. Auf der Außenseite des Gehäuses kann beispielsweise ein großflächiger Bereich mit Wärmeleitmittel beschichtet sein, wobei dieser Bereich größer ist, als der Bereich, in dem das Wärmeleitmittel an der Stromschiene anliegt. Dann kann das Wärmeleitmittel selbst als passiver Kühlkörper agieren. Da das Wärmeleitmittel elektrisch isolierend ist, dichtet es das Gehäuse elektrisch ab. Das Wärmeleitmittel selbst bildet somit den Kühlkörper an der Außenseite des Gehäuses.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine aktive Kühlung vorgesehen ist. Hierzu wird vorgeschlagen, dass eine Rohrleitung mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmedium in das Gehäuse eingeführt ist. Die Einführung in das Gehäuse kann dabei gasdicht und/oder flüssigkeitsdicht sein, so dass die in dem Gehäuse verbauten Batterien/Zellen vor Umwelteinflüssen geschützt sind innerhalb des Gehäuses ist die Rohrleitung unmittelbar an dem Wärmeleitmittel vorbeigeführt. Das bedeutet, dass die Rohrleitung, insbesondere die äußere Mantelfläche der Rohrleitung, in unmittelbarem Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist. Auch kann die Rohrleitung durch das Wärmeleitmittel hindurch geführt sein. Dass durch die Rohrleitung strömende Kühlmedium nimmt thermische Energie von dem Wärmeleitmittel auf und führt es zur Außenseite des Gehäuses. Das Kühlmedium ist zirkulierend in der Rohrleitung geführt und wird außerhalb des Gehäuses zu einem aktiven Wärmetauscher geführt. An dem Wärmetauscher kann ein Austausch von thermischer Energie erfolgen, sodass mittels des Kühlmediums Wärmeenergie aus dem Gehäuse heraus geführt werden kann. Wie bereits erläutert, kann die Stromschiene ein Batteriemodulverbinder sein. In diesem Fall kann der erste Pol ein Pol eines ersten Batteriemoduls mit einer Mehrzahl elektrisch parallel geschalteter Batteriezellen sein und der zweite Pol ein Pol eines zweiten Batteriemoduls mit einer Mehrzahl elektrisch parallel geschalteten Batteriezellen.
Es kann notwendig sein, im Verlauf der Stromschiene weitere thermische Energie abzuführen. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass die Stromschiene zwischen den beiden Anschlussbereichen einen Bereich als Anschlussbereich und/oder Kühlbereich aufweist, wobei in diesem Bereich die Isolation entfernt ist und das Wärmeleitmittel unmittelbar auf den Bereich aufgebracht ist. Das Wärmeleitmittel sowie die Anordnung des Wärmeleitmittels in, an und außerhalb des Gehäuses kann entsprechend der obigen Ausführungen sein.
Für eine elektrische Isolation wird vorgeschlagen, dass das Wärmeleitmittel eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als IO-8 S/m hat.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Stromschiene gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2a, b Kühlsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Gehäuse einer Batterie;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Gehäusedeckel einer Batterie gemäß einem
Ausführungsbeispiel; Fig. 5 einen Schnitt durch einen Deckel eines Gehäuses einer Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines aktiven Kühlsystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt eine Stromschiene 2. Die Stromschiene 2 ist als Flachleiter mit einem leitenden Leiterkern 2a und einer den Kern umgebenden Isolation 2b gebildet.
Zu erkennen ist, dass die Stromschiene 2 ein rechteckiges Leiterprofil mit zwei einander gegenüber liegenden breiten Oberflächen, zwei einander gegenüber liegenden schmalen Oberflächen sowie zwei einander gegenüber liegenden Stirnflächen hat. Die Flächen verlaufen vorzugsweise parallel zueinander, wobei die breiten und schmalen Flächen in Längsrichtung parallel zueinander verlaufen und die Stirnflächen quer zur Längsrichtung parallel zueinander verlaufen können.
Die Stromschiene 2 ist durch Abschnitte, in denen der Leiterkern 2a frei von der Isolation 2b ist und in Abschnitte, in denen die Isolation 2b den Leiterkern 2a umgibt gebildet. Durch den Isolator 2b ist eine Wärmeabfuhr durch Konvektion an der Oberfläche der Stromschiene 2 behindert. Dies ist insbesondere dann von Relevanz, wenn die Stromschiene 2 für Hochstromanwendungen zum Einsatz kommt. In diesem Fall wird der Leiterkern 2a mit seinen Anschlussbereichen 4, 6, die z.B. an jeweils distalen Enden der Stromschiene 2 im Bereich der Stirnflächen liegen, von der Isolation 2b befreit und wie nachfolgend gezeigt werden wird an Pole einer Batterie angeschlossen.
Fig. 2a zeigt eine Batterie 8 mit einem Gehäuse 10. Innerhalb des Gehäuses 10 sind Batteriezellen 12 nebeneinander angeordnet. Die Batteriezellen 12 haben jeweilige Pole 14. Bei einem gegenständlichen Kühlsystem ist eine Stromschiene 2 mit ihren Anschlussbereichen 4, 6 mit jeweils einem Pol 14 der Batteriezellen 12 verbunden, insbesondere stoffschlüssig verbunden. Neben den Anschlussbereichen 4, 6 kann die Stromschiene 2 weitere Bereiche aufweisen, in denen der Isolator 2b entfernt ist, dies ist beispielsweise ein mittiger Anschlussbereich 5 der Stromschiene 2.
Wenn die Stromschiene 2 die Ströme der Batteriezellen 12 leitet, können hohe Ströme auftreten und die Stromschiene 2 kann sich aufwärmen. Um die erzeugte joulesche Wärme abführen zu können, wird vorgeschlagen, dass unmittelbar auf der Stromschiene in den jeweiligen Anschlussbereichen 4, 5, 6 ein Wärmeleitmittel 16 aufgetragen ist. Das Wärmeleitmittel 16 kann gelförmig oder pastös sein. Bei Betriebstemperatur, z.B. zwischen -10°C und +70°C, hat das Wärmeleitmittel 16 eine nicht flüssige Viskosität und ist somit formstabil.
Das Wärmeleitmittel 16 ist auf den Leiterkern 2a in den Anschlussbereichen 4, 5, 6 auf der den jeweiligen Polen 14 abgewandten Oberfläche aufgetragen. Über das Wärmeleitmittel 16 kann die joulesche Wärme von der Stromschiene 2 weg und insbesondere in das Gehäuse 10 oder aus dem Gehäuse 10 heraus transportiert werden.
Fig. 2b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Batterie 8 mit einem Gehäuse 10. Hier ist die Batterie 8 aus Batteriemodulen 20 gebildet, die jeweils zumindest einen Pol 14 haben. Auch ist es möglich, jedoch nicht dargestellt, dass nur ein Pol 14 eines Batteriemoduls 20 vorgesehen ist und die Stromschiene 2 aus dem Gehäuse 10 heraus geführt ist und beispielsweise mit einem weiteren elektrischen Leiter verbunden ist.
Die Stromschiene 2 ist mit einem Anschlussbereich 6 mit einem Pol 14 und einem Anschlussbereich 4 mit einem Pol 14 verbunden. Auch ist es möglich, dass der Anschlussbereich 4 mit einem Anschluss eines weiteren elektrischen Gerätes, einem Kabel oder dergleichen verbunden ist. Auf der jeweils gegenüber liegenden Seite des Leiterkerns 2a, auf der der Leiterkern 2a nicht mit dem Pol 14 oder dem weiteren elektrischen Bauteil verbunden ist, wird gegenständlich das Wärmeleitmittel 16 aufgebracht. Das Wärmeleitmittel 16 ist gemäß der Fig. 2b in unmittelbaren Kontakt einerseits mit dem Leiterkern 2a und andererseits mit der Innenwand des Gehäuses 10. Hierüber kann ein Wärmetransport von dem Leiterkern 2a zu dem Gehäuse 10 erfolgen.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Gehäuse 10, insbesondere einen Gehäusedeckel. Zu erkennen ist, dass die gezeigte Gehäusewand des Gehäuses 10 verschiedene Bereiche aufweist, wobei Bereiche vorgesehen sind, in denen ein Wärmeleitmaterial in die Gehäusewand eingelassen ist. Dieses Wärmeleitmaterial kann beispielsweise metallisch sein. Insbesondere kann die Gehäusewand von einem metallischen Streifen 22 durchbrochen sein. Der metallische Streifen 22 kann sich über die Breite und/oder Länge der Gehäusewand des Gehäuses 10 erstrecken. Der metallische Streifen 22 ist auf der Innenseite des Gehäuses 10 in unmittelbarem Kontakt mit dem Wärmeleitmittel 16, welches auf der anderen Seite mit den Anschlussbereichen 4, 6 der Stromschiene 2 in unmittelbarem Kontakt ist.
Das Wärmeleitmaterial 16 ist elektrisch nicht leitend und bildet einen Isolator zwischen dem Pol 14 und dem metallischen Band 22. Über das metallische Band 22 kann insbesondere ein guter Wärmetransport vom Inneren des Gehäuses 10 zum Äußeren des Gehäuses 10 erfolgen.
Wie die Fig. 4 zeigt, ist es auch möglich, dass die Stromschiene 2 mit ihren Anschlussbereichen 4, 6 im Inneren des Gehäuses 10 mit dem Wärmeleitmittel 16 in unmittelbaren Kontakt ist. Das Wärmeleitmittel 16 ist auf der den Polen 14 abgewandten Seite der Anschlussbereiche 4, 6 angeordnet. Das Wärmeleitmittel 16 wird durch die Gehäusewand des Gehäuses 10, beispielsweise eine Ausnehmung, geführt, wie in der Fig. 4 gezeigt ist. Somit wird das Wärmeleitmittel 16 vom Inneren des Gehäuses 10 zum Äußeren des Gehäuses 10 geführt. Auf der Außenseite des Gehäuses 10 kann das Wärmeleitmittel 16 beispielsweise großflächig aufgetragen sein, insbesondere über eine Fläche, die größer ist, als die Ausnehmung in der Gehäusewand des Gehäuses 10, durch welche das Wärmeleitmittel 16 nach außen geführt ist. Über diese vergrößerte Oberfläche lässt sich ein guter Wärmetransport realisieren.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Stromschiene 2 im Inneren des Gehäuses 10 mit dem Polen 14 und dem Wärmeleitmittel 16 in unmittelbarem Kontakt ist. Die metallischen Bänder 22 in der Gehäusewand des Gehäuses 10 verbinden das Wärmeleitmittel 16 mit der Außenseite des Gehäuses 10. An der Außenseite des Gehäuses 10 kann unmittelbar an den metallischen Bändern 22 ein Kühlkörper 24, beispielsweise ein rippenförmiger Kühlkörper 24 angeordnet werden, über den eine Konvektion möglich ist.
Auch ist es möglich, dass im Inneren des Gehäuses 10 eine sogenannte „heat pipe" 26 geführt ist. Die heat pipe 26 wird abgedichtet in das Innere des Gehäuses 10 geführt. In der heat pipe 26 ist ein Kältemittel, das in Flussrichtung 28 durch die heat pipe 26 fließt. Durch einen Motor mit Wärmetauscher 30 kann die Fließrichtung 28 beeinflusst werden. An dem Motor/ Wärmetauscher 30 wird dem Kältemittel Wärme entzogen und an die Umgebung abgegeben.
Im inneren des Gehäuses 10 ist an der Stromschiene 2 jeweils in den Anschlussbereichen 4, 6 das Wärmeleitmittel 16 vorgesehen. Die heat pipe 26 kann durch das Wärmeleitmittel 16 hindurch oder unmittelbar an dem Wärmeleitmittel 26 angrenzend in dem Gehäuse 10 geführt sein. Durch das Kältemittel in der heat pipe 26 kann die Wärme von dem Wärmeleitmittel 16 aus dem inneren des Gehäuses 10 nach außen transportiert werden und dort über den Wärmetauscher 30 mit der Umgebung ausgetauscht werden. Mit Hilfe der gezeigten Lösung ist es möglich» joulesche Wärme von Stromschienen» die zur Verbindung von Batteriezellen oder Batteriemodulen eingesetzt werden besonders effektiv abzuführen.
Bezugszeichenliste
2 Stromschiene
2a Leiterkern 2b Isolator
4, 5, 6 Anschlussbereich 8 Batterie
10 Gehäuse
12 Batteriezelle 14 Batteriepol
16 Wärmeleitmittel 20 Batteriemodul 22 Metallstreifen 24 Kühlkörper 26 heat pipe
28 Flussrichtung 30 Motor/ Wärmetauscher

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kühlsystem für Stromschienen, insbesondere Zellverbinder oder Modulverbinder von Batterien, umfassend eine Stromschiene mit einem ersten Anschlussbereich für einen Pol einer ersten Batterie, einem zweiten Anschlussbereich für einen Anschluss eines elektrischen Anschlussteils, einer zwischen den Anschlussbereichen, die Stromschiene ummantelnde Isolation, wobei die Stromschiene zumindest in den beiden Anschlussbereichen frei von der Isolation ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Pol abgewandten Seite zumindest eines der Anschlussbereiche unmittelbar auf der Oberfläche der Stromschiene ein gelförmiges Wärmeleitmittel aufgebracht ist.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitmittel eine Viskosität zwischen 1*10L6 mPas und 1*10L12 mPas hat.
3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, ' dass das Wärmeleitmittel eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 5 W/mK und 12 W/mK, insbesondere im Bereich von 8 W/mK hat.
4. Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitmittel in unmittelbaren Kontakt mit einem passiven Wärmetauscher ist, insbesondere dass das Wärmeleitmittel zwischen der Stromschiene und dem Wärmetauscher eingeklemmt ist.
5. Kühl System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterien in einem gemeinsamen Gehäuse eingehaust sind und dass zumindest eine Gehäusewand in unmittelbaren Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist.
6. Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse in dem Bereich, in dem seine Wand in unmittelbaren Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist, aus einem metallischen Material gebildet ist.
7. Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gehäusewand, die in unmittelbaren Kontakt mit dem Wärmeleitmittel ist, ein rippenförmiger Kühlkörper angeordnet ist.
8. Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitmittel durch eine Gehäuseöffnung zur Außenseite des Gehäuses geführt ist.
9. Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuse eine Rohrleitung mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmedium eingeführt ist, dass die Rohrleitung in dem Gehäuse unmittelbar an dem Wärmeleitmittel vorbei geführt ist und dass die Rohrleitung außerhalb des Gehäuses in einen aktiven Wärmetauscher geführt ist.
10. Kühl System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pol ein Pol eines ersten Batteriemoduls mit einer Mehrzahl elektrisch parallel geschalteten Batteriezellen ist und dass der zweite Pol ein Pol eines zweiten Batteriemoduls mit einer Mehrzahl elektrisch parallel geschalteten Batteriezellen ist.
11. Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, . dass die Stromschiene zwischen den beiden Anschlussbereichen einen Kühlbereich aufweist, wobei im Kühlbereich die Isolation entfernt ist und das Wärmeleitmittel unmittelbar auf den Kühlbereich aufgebracht ist.
12. Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitmittel eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als IO-8 S/m hat.
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