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Title:
COOLING APPARATUS FOR AN ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGE UNIT AND PRODUCTION METHOD FOR A COOLING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/110483
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an apparatus (200) for cooling at least one electrochemical energy storage unit (230), wherein the apparatus (200) has at least two pipes (100) which are spaced apart from one another, consist of a deformable metal material and are designed to allow a coolant to flow through them, wherein each of the pipes (100) is curved at least partially outwards on a side facing the other pipe, and has a bottom element (210) with at least one cutout (240), wherein opposite edges (250) of the cutout (240) are arranged parallel to the pipes (100), and wherein a bottom region of the cutout (240) has a smaller width than a minimum distance (a-z) between the pipes (100).

Inventors:
LUDWIG LARS (DE)
SCHROTH HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/053266
Publication Date:
September 15, 2011
Filing Date:
March 04, 2011
Export Citation:
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Assignee:
BEHR GMBH & CO KG (DE)
LUDWIG LARS (DE)
SCHROTH HOLGER (DE)
International Classes:
H01M10/50; H01M50/209; H01M50/224
Foreign References:
DE102006045564A12008-04-03
DE102008032086A12010-01-14
DE102006000885B32007-08-02
EP1261065A22002-11-27
Attorney, Agent or Firm:
GRAUEL, Andreas (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Vorrichtung (200) zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit (230), wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: mindestens zwei voneinander beabstandete Rohre (100) aus einem verformbaren Metallmaterial, die ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre an einer dem anderen Rohr zugewandten Seite zumindest teilweise nach außen gekrümmt ist; und ein Bodenelement (210) mit mindestens einer Ausnehmung (240), wobei gegenüberliegende Ränder (250) der Ausnehmung parallel zu den Rohren angeordnet sind, und wobei ein Bodenbereich der Ausnehmung eine größere Breite aufweist als ein minimaler Abstand (a-z) zwischen den Rohren.

Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, das« das Bodenelement (210) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.

Vorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dase die Rohre (100) als Flachrohre mit einem bikonvexen Querschnitt ausgebildet sind.

Vorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Wand (220) aufweist, wobei die Wand derart ausgebildet ist, dass die Rohre (100) durch Aussparungen In der Wand führbar oder geführt sind. Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daes die mindestens eine Wand (220) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (210) mindestens eine Nut (430) aufweist, die ausgebildet ist, um einen dem Bodenelement zugewandten Fußbereich der mindestens einen Wand (220) aufzunehmen. Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daae die mindestens eine Nut (430) ein Hakenelement und die mindestens eine Wand (220) in dem Endbereich mindestens eine Einkerbung oder Öffnung aufweist, so dass die mindestens eine Wand und das Bodenelement (210) formschlüssig verbindbar sind . Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wand (220) in einem dem Fußbereich gegenüberliegenden Kopfbereich mindestens ein Hakenrastelement (440) aufweist. Vorrichtung (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daes mindestens eines der Rohre (100) eine innenliegende Spirale aus einem Kunststoffmaterial aufweist, die ausgebildet ist, um ein Zurückbilden des Rohres aus einer Verformung zu unterstützen. Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (200) zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit (230), wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist:

Bereitstellen von mindestens zwei Rohren (100) aus einem verformbaren Metallmaterial, die ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre zumindest teiiweise nach außen gekrümmt ist; Bereitstellen eines Bodenelements (210) mit mindestens einer Ausnehmung (240), wobei die Ausnehmung in einem Bodenbereich zwischen gegenüberliegenden Rändern (250) des Bodenelements eine Ausnehmungs- breite aufweist; und

Ausrichten der Rohre gegenüber dem Bodenelement, derart, dass die Rohre parallel zu den Rändern des Bodenelements angeordnet sind und dass ein minimaler Abstand (a-z) zwischen den Rohren, insbesondere der nach außen gekrümmten Selten der Rohre, geringer ist als die Ausnehmungs- breite des Bodenbereichs.

Description:
Kühlvorrichtung für eine elektrochemische Energieepeichereinhelt und Herstellungsverfahren für eine Kühlvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinhert gernäß dem Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer derartigen Vorrichtung gemäß dem Anspruch 10.

Bei der effekth/en Nutzung kleinformatiger Energiespeicher bzw. Zellen auf Lithium-Ionen-Basis besteht das Problem, dass zur Aufrechterhaltung der maximalen Lebensdauer die Zelle innerhalb eines Temperaturfensters betrieben werden muss. Aufgrund der Verlustleistung beim Laden bzw. Entladen wird im Inneren der Zelle kontinuierlich eine Wärmemenge generiert. Diese Verlustleistung der Zelle muss durch geeignete Kühlung mit gleicher Geschwindigkeit abgeführt werden. Zusatzlich ist besonders darauf zu achten, dass die Temperaturdifferenz innerhalb einer Zelle und Innerhalb eines Moduls einen zellspezifischen Wert nicht übersteigt.

Bisherige Lösungen basieren auf einem massiven, kühlmitteldurchfluteten Bauteil mit entsprechender Kälteleistung. Die Kühlung der Zellen Ist damit auf unterschiedliche Arten möglich. Beispielsweise kann ein Kühligel verwendet wer- den, bei dem die Zellen in vorgesehene Einschub-Taschen zwischen den kühlmitteldurchfluteten .Stacheln" des Kühligels eingeschoben und fixiert werden. Weiterhin ist eine Verwendung einer Kühlplatte ohne Kühlbleche denkbar. Dabei werden die Zellen auf eine mit Kühlmittelkanälen durchzogene Kühlplatte aufgestellt und gesondert fixiert. Alternativ kann eine Kühlplatte mit Kühlblechen eingesetzt werden. Auf eine mit Kühlmittelkanälen durchzogene Kühlplatte werden dünnwandige L- bzw. T-Profile aufgespannt, welche die Kälteleistung von der Kühlplatte zu den Zellen transportieren, die sich sandwichartig zwischen den Kühlblechen befinden.

Jedoch ist z.B. ein Kühligel sehr massiv und damit sehr schwer. Weiterhin haben die Einschubtaschen ein geringes Übermaß aus Gründen der Prozesssicherheit. Aufgrund dieser notwendigen Toleranz verschlechtert sich der auf thermischem Kontakt basierte Wärmeübergang deutlich. Bei einer Verwendung einer Kühlplatte ist das hohe Gewicht der Kühlplatte und zusätzlicher Befesti- gungs- und Verspannelemente zu berücksichtigen. Eine Gewichtreduzierung durch Weglassen der Verspannelemente würde zu einem deutlich reduzierten Wärmeübergang führen und so die Effektivität der Kühlung herabsetzen. Bei einem Einsatz einer Kühlplatte ohne Kühlbteche werden die Zellen nur am Boden des Hard-Case bzw. Zellmantels gekühlt. Diese einseitige Kühlung führt zu hohen Temperaturunterschieden innerhalb der Zelle. Durch eine Vorrichtung mit Kühlbtechen kann durch eine optimierte Gestaltung der Kühlbleche der Temperaturunterschied in der Zelle im Vergleich zu einer Vorrichtung ohne Kühlbleche zwar deutlich reduziert werden. Allerdings erhöht sich durch die Kühlbleche und den erhöhten Aufwand für die Fixierung und Vorspannung von Blechen und Zellen auch das Gewicht deutlich. Außerdem werden für diese Lösung zwei thermische kontaktbasierte Schnittstellen benötigt, während bei den anderen im Vorhergehenden genannten Varianten eine Schnittstelle ausreichend ist. Thermische Kontakte stellen immer erhöhte Anforderungen bezüglich Toleranz, Oberflächenbeschaffenheit und Steifigkeit dar, um einen guten thermischen Übergangskoeffizienten sicherzustellen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energieepeicherelnheit und ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine derartige Vorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Verwendung von geeigneten Werkstoffen eine Kühlvorrichtung geschaffen werden kann, die leichtgewichtig und multifunktional ist. Entsprechend kann ein gemäß diesem Ansatz hergestelltes Rohr sehr einfach zum Kühlen und zum Halten einer elektrochemischen Energiespeichereinheit eingesetzt werden.

Die hier vorgestellte Konstruktionsweise ist sehr leicht, da lediglich die dünnwandigen Kühlmittel-Formrohre, insbesondere aus Leicht-Metall, in der Regel Aluminium, gefertigt werden. Alle weiteren Bauteile wie Tank, Rohrboden, Trennwände und Batterie-Bodenprofil können aus Kunststoff gefertigt werden. Ein bedeutender Vorteil der vorgestellten Lösung ist ein optimierter Wärmeübergang zwischen den Formrohren und den Zellen, welcher beispielsweise durch ein Zwängungsmaß zwischen den Rohren, das geringer als eine Zellendicke ist, erreicht werden kann. Weiterhin kann die Position der Kühlung über die Zellhöhe variabel eingestellt werden bzw. sogar durch eine zusätzliche Bodenkühlung der Zellen ergänzt werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der geschlossenen und integrierten Lösung. Geschlossen ist die Lösung, da es sich um lediglich ein Produkt handelt, welches ohne weitere Spezialteile oder - Werkzeuge in jeder Umgebung montiert werden kann. Es handelt sich weiterhin um eine integrierte Lösung, da auch für die Einbringung und Fixierung der Zellen keine weiteren Montageteile benötigt werden. Alle notwendigen Verklipsun- gen können durch den Kühler zur Verfügung gestellt werden. Durch diese beiden Eigenschaften können zusätzliche Kosten- und Gewichtsvorteile generiert werden. Ein Zugriff auf die Zellen wird nicht durch eine Modulbauweise erschwert. Einzelne Zellen können leicht ausgetauscht werden. Gemäß dem hier vorgestellten Ansatz kann eine einfache und leichte Bauweise für die Kühlkomponenten von Zellen bei gleichzeitiger Gewährleistung einer effektiven und sicheren Kühlung realisiert werden. Zusätzlich kann die Konstruktion Funktionen bezüglich einer Verbindung und Vorspannung von Kühlkomponente und Zellen direkt enthalten oder zumindest einfache Lösungen ermöglichen.

Der erfindungsgemäße Ansatz beinhaltet eine optimierte Methode für die Kühlung von Zellen mit„hartem" Gehäuse, in der Regel prismatische oder zylindrische Zellen mit einem Aluminium-Gehäuse.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: mindestens zwei voneinander beabstandete Rohre aus einem verformbaren Metallmaterial, wobei die Rohre ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre an einer dem anderen Rohr zugewandten Seite zumindest teilweise nach außen gekrümmt Ist, und ein Bodenelement mit mindestens einer Ausnehmung, wobei gegenüberliegende Ränder der Ausnehmung parallel zu den Rohren angeordnet sind, und wobei ein Bodenbereich der Ausnehmung eine größere Breite aufweist als ein minimaler Abstand zwischen den Rohren.

Bei der elektrochemischen Energiespeichereinheit kann es sich beispielsweise um Lithium-Ionen-Zellen handeln, die zum Antrieb eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingesetzt werden können. Beispielsweise kann die elektrochemische Energiespeichereinheit als eine Flachzelle mit einer festen Ummantelung aus Aluminium ausgebildet sein. Die elektrochemische Energiespeichereinheft kann sich aus einer oder einer Mehrzahl von Zellen zusammensetzen. Bei den Rohren kann es sich z.B. um Rundrohre oder um Flachrohre mit konvexen Seiten handeln. Beispielsweise können sich gegenüberliegende Hauptseiten von Flachrohren jeweils konvex sein. Als das verformbare Metallmaterial kann z.B. dünnwandiges Aluminium eingesetzt werden. Das Metallmaterial kann elastisch verformbar sein, so dass es bei einer Wegnahme des Verformungsdrucks wieder in seinen Urzustand zurückkehren kann. Die Ausnehmung des Bodenelements kann zum Aufnehmen eines Fußbereichs einer elektrochemischen Energiespeichereinheit ausgebildet oder ausgeformt sein. Die Ausnehmung kann wannenförmig sein, wobei ein Rand der Ausnehmung umlaufend ist. Alternativ kann die Ausnehmung auch U-förmig sein und somit zwei sich gegenüberliegende Rander oder Randseiten aufweisen. Wenn sich die elektrochemische Energiespeichereinheit aus einer Mehrzahl von Einzelzellen zusammensetzt, kann das Bodenelement eine entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweisen. Entsprechend der Anordnung der Rohre und des Bodenelements kann die elektrochemische Energiespeichereinheit zwischen die Rohre in die Ausnehmung eingesetzt und gekühlt werden. Aufgrund des geringeren Abstandes zwischen den Rohren im Vergleich zu der Breite des Bodenelements kann die elektrochemische Energiespeichereinheit in ihrer Position fixiert werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Bodenelement aus einem Kunststoffrnaterial hergestellt sein. Auf diese Weise kann das Bodenelement mit wenig Gewicht und auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden. Die Gewichtsreduzierung kann sich positiv auf den Energieverbrauch eines Fahrzeugs auswirken.

Gemäß einer werteren Ausführungsform können die Rohre als Flachrohre mit einem bikonvexen Querschnitt ausgebildet sein. Eine derartige Form der Rohre kann eine große Wärmeübergangsfläche und somit eine effizientere Kühlung der elektrochemischen Energiespeichereinheit bereitstellen. Auch bietet eine derartige Form der Rohre eine gute Federwirkung, und Zellen können dichter gepackt werden als dies bei Rundrohren möglich wäre.

Ferner kann die Vorrichtung mindestens eine Wand aufweisen. Die Wand kann derart ausgebildet sein, dass die Rohre durch Aussparungen in der Wand führbar sind. Die Aussparungen können dabei einer Umfangsform der Rohre ent- sprechen. Vorteilhafterweise können die Rohre auf diese Weise gut in ihrer Position gehalten werden. Die Fixierung einer zwischen den Rohren angeordneten elektrochemischen Energiespeichereinheit sowie ein Wärmeübergang zwischen den Rohren und der elektrochemischen Energiespeichereinheit können entsprechend verbessert werden.

Dabei kann die mindestens eine Wand aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Auf diese Weise kann die Wand einfacher und kostengünstiger hergestellt werden und weist gegenüber z.B. einer Wand aus einem Metallmaterial ein geringeres Gewicht auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Bodenelement mindestens eine Nut aufweisen. Diese kann ausgebildet sein, um einen dem Bodenelement zugewandten Fußbereich der mindestens einen Wand aufzunehmen. Eine derartige vorteilhafte Verbindungsmöglichkeit von Bodenelement und Wand ist einfach und ohne zusätzliche Elemente zu realisieren. Auf diese Weise kann eine feste Struktur aus Bodenelement und Wand zum Fixieren der Rohre und damit der elektrochemischen Energiespeichereinheit geschaffen werden. Ein verbesserter Wärmeübergangskoeffizient ist die Folge.

Femer kann die mindestens eine Nut ein Hakenelement aufweisen und die mindestens eine Wand in dem Endbereich mindestens eine Einkerbung oder Öffnung aufweisen. Somit können die mindestens eine Wand und das Bodenelement ausgebildet sein, um formschlüssig verbunden zu werden. Mit Hilfe der Nut kann die Wand in dem Bodenelement arretiert werden, wodurch die Verbindung zwischen Bodenelement und Wand z.B. auch Erschütterungen besser standhalten kann. Auch hier liegt der Vorteil wiederum neben der einfachen Herstellbarkeit In einer verbesserten Fixierung der Elemente gegeneinander, ohne dass dafür zusätzliche Elemente benötigt werden.

Weiterhin kann die mindestens eine Wand in einem dem Fußbereich gegenüberliegenden Kopfbereich mindestens ein Hakenrastelement aufweisen. Das Hakenrastelement kann z.B. ausgebildet sein, um folgend auf ein Einsetzen eines der elektrochemischen Energiespeichereinheit in das Bodenelement auf eine Kopfseite der elektrochemischen Energiespeichereinheit aufgeklipst zu werden. Auf diese Weise kann die elektrochemische Energiespeichereinheit mit geringem Aufwand noch besser in ihrer Position fixiert werden. Weiterhin kann die elektrochemische Energiespeichereinheit ohne weiteres durch ein manuelles Zurückschieben des Hakenrastelements entnommen und ausgewechselt werden, ohne dass dazu ein Einsatz von Werkzeugen nötig wäre.

Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens eines der Rohre eine innenliegende Spirale aus einem Kunststoffmaterial aufweisen, die ausgebildet sein kann, um ein Zurückbilden des Rohres aus einer Verformung zu unterstützen. Vorteilhafterweise kann so eine dauerhaftere Funktionalität der Rohre sowie eine längere Haltbarkeit derselben gewährleistet werden. Zudem kann ein Gewichtsvorteil dadurch gegeben sein, dass besonders dünnwandige Rohre eingesetzt werden können.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen von mindestens zwei Rohren aus einem verformbaren Metallmaterial, die ausgebildet sind, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre zumindest teilweise nach außen gekrümmt ist; Bereitstellen eines Bodenelements mit mindestens einer Ausnehmung, wobei die Ausnehmung in einem Bodenbereich zwischen gegenüberliegenden Rändern des Bodenelements eine Ausnehmungsbreite aufweist; und Ausrichten der Rohre gegenüber dem Bodenelement, derart, dass die Rohre parallel zu den Rändern des Bodenelements angeordnet sind und dass ein minimaler Abstand zwischen den Rohren, insbesondere der nach außen gekrümmten Seiten der Rohre, geringer ist als die Ausnehmungsbreite des Bodenbereichs. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Flg. 1 eine Querschnittdarstellung eines Rohrs zum Führen eines Kühlmittels zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung im Querschnitt eines Rohrverformungskühlers in Matrixbauweise zum Kühlen einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung in Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel eines Rohrverformungskühlers aus Fig. 2;

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung im Längsschnitt einer Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm für ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit.

In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Kühler) zur Kühlung von Energiespeichersystemen werden Energiespeicherzellen in den Kühler gesteckt. Dabei werden die Kühlerrohre verformt und bilden somit einen Wärmeübergang zur Zelle. Die Zellen werden innerhalb der Kühlkomponente positioniert und fixiert.

Fig. 1 zeigt in einer Querschnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Rohres 100 zum Führen eines Kühlmittels, gemäß einem Ausführungsbetspiel der vorliegenden Erfindung. Das Rohr 100 ist gemäß dem hier gezeigten Ausfuhrungsbeispiel als ein Flachrohr ausgebildet, dessen gegenüberliegende lange Seiten jeweils eine Krümmung nach außen aufweisen. Das so geformte bikonvexe Rohr 100 kann z.B. aus Aluminium gefertigt sein. Das Rohr 100 kann auch einen anderen als in Fig. 1 dargestellten Querschnitte aufweisen, beispielsweise kann der Querschnitt rund sein, oder es kann lediglich eine der Seiten des Rohres 100 konvex sein. Für eine hier vorgestellte Vorrichtung zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit werden mindestens zwei parallel angeordnete Rohre 100 benötigt.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung im Querschnitt eines Rohrverformungskühlers 200 in Matrixbauweise zum Kühlen einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 200 umfasst eine Mehrzahl von Rohren 00, ein Bodenelement bzw. Batterie-Bodenprofil 210 sowie eine Wand 220. In die Vorrichtung 200 Ist eine Mehrzahl von zu kühlenden elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 eingesetzt. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich eines der Rohre 100 sowie einer der elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Batterie-Bodenprofil 210 kann aus einem Kunststoff hergestellt sein und weist bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Ausnehmungen 240 zum Aufnehmen eines Bodenbereichs der elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 auf. Die Rohre 100 sind als bikonvexe Flachrohre ausgeführt, wie sie bereits in Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurden. Es ist jeweils ein Rohr 100 parallel zu einem Rand 250 des Bodenelements 210 angeordnet. Bei der Schnittdarstel- lung des Rohrverformungskühlers 200in Fig. 2 ist die Trennwand 220 durch zwei horizontale Linien angedeutet, die Ober- und Unterkante der Wand 220 repräsentieren. Die Wand 220 kann z.B. aus einem Kunststoff hergestellt sein. Sie weist eine Mehrzahl von Aussparungen in der Form der Rohre 100 auf, so dass die Rohre 100 durch die Aussparungen hindurchgeführt im rechten Winkel zu der Wand 220 angeordnet sind, wodurch die Matrixbauweise der Vorrichtung 100 realisiert ist. Entsprechend dieser erweiterbaren Matrixkonstruktion der Vorrichtung 100 können auch weitere Trennwände 220 enthalten sein, die jeweils abwechselnd mit einer Reihe von elektrochemischen Energiespeichereinheiten 230 angeordnet sein können. Dieser Sachverhalt wird im Folgenden im Zusammenhang mit Fig. 3 noch weitergehend erläutert.

Gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel werden gezielt nur die Bauteile aus Metall, in der Regel Aluminium, hergestellt, welche für den Wärmetransport benötigt werden, d.h. hier die beim Betrieb des Kühlers kühlmittelge- fültten Formrohre 100. Die Formrohre 100 sind hier dünnwandige Rohre in flacher Bauweise, wobei die langen Seiten eine nichtebene und zumindest in einer Welle bauchige Form erhalten. Die Rohre 100 werden in Trennwände 220 aus Kunststoff geschoben, wobei sich die Anzahl der Rohre 100 und die Anzahl der Trennwände 220 aus der Matrix-Größe der Batterie 230 ergibt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Wand 220 gezeigt. Die Öffnungen in den Trennwänden 220 geben günstigerweise die Formgebung der Rohre 100 zumindest teilweise wieder, so dass eine feste Press- Verbindung zwischen Trennwand 220 und Rohr 100 entsteht und ein Verkanten vermieden werden kann.

In Fig. 2 nicht gezeigt ist, dass ein Kühlmitteleintrag in die Rohre 100 durch eine Rohrboden-Tank-Konstruktion vorgesehen sein kann, wie sie in handelsüblichen Kühlmittelkühlern von Kraftfahrzeugen Stand der Technik ist. Um weiteres Gewicht zu sparen, kann der Rohrboden nicht aus Metall wie z.B. Aluminium sondern aus Kunststoff gefertigt sein. Die Verbindung zwischen Tank und Boden kann durch Vibrationsschweißen oder Orbitalschweißen erfolgen, die Ver- bindung zwischen Rohr 100 und Boden durch Einpressen des Rohres 100 in eine dafür vorgesehene Schlitzung im Boden.

Wie Fig. 2 zeigt, wird zu kühlende Zelle 230 in ein Raster, begrenzt z.B. durch jeweils zwei Trennwände 220 und Rohre 100, geschoben. Ein lichter Abstand der Trennwände 220 ist so groß bemessen, dass genügend Platz für Schnapphaken zur Positionierung der Zelle 230 bleibt. Auf eine Verwendung von Schnapphaken, die in Fig. 2 nicht gezeigt sind, wird im Zusammenhang mit einem in Fig. 4 gezeigten Darstellung noch genauer eingegangen. Ein lichter Abstand a-z der geformten Seiten der Rohre 100 ist dagegen um das Zwängung- smaß z kleiner als eine Abmessung bzw. Breite a einer Zelle 230. Dadurch wird erreicht, dass durch das Einschieben einer Zelle 230 die speziell geformten Wandungen der dünnwandigen Rohre 100 elastisch verformt werden, wodurch sich die Form der Seitenwände unter einer elastischen Federwirkung an die Kontur der Zelfwandung anpasst. Der thermische Kontakt erhält somit automatisch einen Anpressdruck, weicher den Wärmeübergang deutlich verbessert. Die Art der Formgebung der Rohr-Seitenwände ist auf die jeweilige Zelle 230 abgestimmt.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 200 zum Kühlen einer elektrochemischen Energie- speichereinheit 230 in einer Draufsicht. Gezeigt sind eine Mehrzahl von Rohren 100 und eine Mehrzahl von Wänden 220, wobei die im Zusammenhang mit Flg. 2 beschriebene Verbindung von Rohren 100 und Wänden 220 die Matrixform der Vorrichtung 200 ergibt. In die Zwischenräume zwischen Rohren 100 und Wänden 220 ist eine Mehrzahl von Zellen 230 in zwei Reihen eingesetzt. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich ein Rohr 00, eine Wand 220 sowie eine Zelle 230 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet. Je nach Anzahl und Anordnung der Zellen 230 kann die Matrixkonstruktion durch Hinzufügung oder Wegnahme von Rohren 100 und/oder Wänden 220 beliebig verändert werden.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt im Längsschnitt der Vorrichtung 200 zum Kühlen einer elektrochemischen Energiespeichereinheit 230 gemäß einem Ausfuh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind das Bodenelement 210, zwei Trennwände 220 sowie durch zwei horizontale Linien angedeutet ein durch die Aussparungen in den Wänden 220 geführtes Kühlrohr 100. Eine elektrochemische Energiespeichereinheit 230 ist zwischen die Wände 220 in das Bodenelement 210 eingesetzt. Ein durch eine Strichkreislinie gekennzeichneter Bereich 410 zeigt eine Verklipsung zwischen dem Bodenprofil 210 und einer Trennwand 220, die identisch mit der weiteren Trennwand 220 und dem Bodenprofil 210 besteht. Ein durch eine weitere Strichkreislinie gekennzeichneter Bereich 420 zeigt eine Verklipsung zwischen der Zelle 230 und der weiteren Trennwand 220, die identisch mit der Trennwand 220 und der Zelle 230 besteht. Wie bereits im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren erläutert, wird zur Fixierung der Zelle 230 in der dritten Richtung wird das Batterie- Bodenprofil 210, das z.B. aus Kunststoff besteht, unter der gesamten Batterie 230 vorgesehen. Das Bodenelement 210 kann mit den Trennwänden 220 ver- klipst werden und so die Zelle 230 in Bodenrichtung halten. Dazu weist das Bodenprofil eine Nut 430 auf, in die die Wand 220 eingesetzt werden kann. Zum formschlüssigen Verbinden von Bodenelement 210 und Wand 220 weist die Nut 430 ein Hakenelement und die Trennwand 220 in entsprechender Höhe eine Einkerbung oder Öffnung auf, so dass die Wand 220 in das Bodenelement 210 fest eingerastet werden kann. In der Gegenrichtung, also an einer Seite der Batterieanschlüsse, wird die Zelle 230 durch an den Trennwänden 220 vorhandene Schnapphaken bzw. Hakenrastelemente 440 fixiert. Die Hakenrastelemente 440 sind dabei so ausgebildet und an den Wänden 220 angeordnet, dass je zwei elektrochemische Energiespeichereinheiten 230 durch eine dazwischenliegende Wand 220 auf je einer Seite fixiert werden können.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm 500 für ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen mindestens einer elektrochemischen Energiespeichereinheit. In einem Schritt 510 werden zwei oder mehr Rohre aus einem verformbaren Metallmaterial bereitgestellt. Die Rohre sind ausgebildet, um von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, wobei jedes der Rohre zumindest teilweise nach außen gekrümmt ist. In einem Schritt 520 wird ein Bodenetement bereitgestellt. Das Bodenelement kann eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen. Jede der Ausnehmungen weist dabei in einem Bodenbereich zwischen gegenüberliegenden Rändern des Bodenelements eine Ausnehmungsbreite auf. In einem Schritt 530 werden die Rohre gegenüber dem Bodenelement derart angeordnet, dass eine Längsachse der Rohre parallel zu den Rändern des Bodenelements verläuft. Dabei sind das Bodenelement und die Rohre so bemessen, dass infolge der Anordnung von Rohren und Bodenelement ein minimaler Abstand zwischen den Rohren geringer ist als die Ausnehmungsbreite des Bodenbereichs.

Prinzipiell besteht die Möglichkeit einer Verwendung zusätzlicher Schichten zur Wärmeübertragung, um den Wämnefluss mit Hilfe gezielter Einbringung von Wärmestaus zu optimieren. Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsbei- spielen ist ein Weglassen der Trennwände und/oder eine Vorspannung von Teilen der Batterie oder der gesamten Batterie zu einem Modul bzw. zu Modulen denkbar. Wie bereits erläutert können, sollten die Rohre zu dünnwandig sein und dadurch plastische Verformungen im Rohr entstehen, die Rohre durch eine innenliegende Kunststoffspirale verstärkt werden.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiete sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombln ert werden.