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Title:
COOLING DEVICE, PARTICULARLY FOR BATTERY MODULES, AND VEHICLE COMPRISING SUCH A COOLING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/111194
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling device (1), particularly for a battery, comprising a cooling element (2) that can be connected to an object (8) to be cooled, a first cooling connector (3) connected to the cooling element (2), and a second cooling connector (4) that can be supported on an installation plate (9). The first cooling connector (3) and the second cooling connector (4) are designed to be connectable in such a manner that a transition of a cooling fluid from the first cooling connector (3) to the second cooling connector (4) is possible.

Inventors:
BURKART FABIAN (DE)
HÖFLER THOMAS (DE)
IDIKURT TUNCAY (DE)
LANDERER FLORIAN (DE)
SIERING SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/075524
Publication Date:
July 24, 2014
Filing Date:
December 04, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F28F3/12; F28F9/02; F28F9/26; H01M10/613; H01M10/6556; H01M10/6568; B60L11/18; H01M50/204
Foreign References:
DE102009040197A12011-03-10
DE102010025656A12012-01-05
DE60213474T22007-03-15
FR2781311A12000-01-21
DE4426377A11995-09-28
DE102007049932A12009-04-23
DE102010056261A12012-06-28
DE102009006990A12010-08-05
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Claims:
Patentansprüche:

1. Kühlvorrichtung (1), insbesondere für eine Batterie, umfassend

ein Kühlelement (2), das mit einem zu kühlenden Objekt (8) verbindbar ist, einen ersten Kühlverbinder (3), der mit dem Kühlelement (2) verbunden ist, und

einen zweiten Kühlverbinder (4), der auf einer Montageplatte (9) lagerbar ist, wobei

der erste Kühlverbinder (3) und der zweite Kühlverbinder (4) derart verbindbar ausgestaltet sind, dass ein Übergang eines Kühlfluids vom ersten Kühlverbinder (3) zu dem zweiten Kühlverbinder (4) möglich ist. 2. Kühlvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der erste Kühlverbinder (3) und der zweite Kühlverbinder (4) ausgebildet sind, eine selbstzentrierende Verbindung herzustellen und/oder eine Positionstoleranz und/oder eine Winkeltoleranz in der Ausrichtung des ersten Kühlverbinders (3) zu dem zweiten Kühlverbinder (4) auszugleichen.

3. Kühlvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Objekt (8) über ein Montagemittel (7), insbesondere formschlüssig, an der Montageplatte (9) befestig bar ist und das Montagemittel (7) zusätzlich eine Verbindung zwischen dem ersten Kühlverbinder (3) und dem zweiten Kühlverbinder (4) fixiert.

4. Kühlvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kühlelement (2) Stoffs chlüss ig und/oder formschlüssig mit dem zu kühlenden Objekt (8) verbindbar ist.

5. Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Dichtelement (6), das eine Verbindung zwischen dem ersten Kühlverbinder (3) und dem zweiten Kühlverbinder (4), bevorzugt gegenüber dem Austreten des Kühlfluids, abdichtet.

6. Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kühlverbinder (4) zumindest mit zwei ersten Kühlverbindern (3) verbindbar ist und/oder eine Verbindung zu einem Leitungssystem und/oder Verteilungssystem und/oder Sammelsystem herstellt.

7. Kühlvorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, wobei der zweite Kühlverbinder (4) einstückig ausgebildet ist und/oder zumindest zwei Anschlussteile (40) zur Verbindung mit den ersten Kühlverbindern (3) und zumindest ein, bevorzugt starres, Übertragungselement (5) zum Übertragen des Kühlfluids zwischen den Anschlussteilen (40) umfasst.

8. Kühlvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kühlverbinder (3) eine zu der Montageplatte (9) und/oder zu dem Kühlelement abgeschrägte Fläche (30) aufweist und der zweite Kühlverbinder (4) eine zu der Montageplatte (9) und/oder zu dem Kühlelement abgeschrägte Fläche (42) aufweist, wobei jede abgeschrägte Fläche (42; 30) eine Öffnung enthält (43), über die das Kühlfluid von dem ersten Kühlverbinder (3) zu dem zweiten Kühlverbinder (4) übertragbar ist.

9. Kühlvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kühlverbinder (4) als Halter ausgebildet ist, um den ersten Kühlverbinder (3) aufzunehmen. 10. Kühlvorrichtung (1 ) nach einem er vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kühlverbinder (3) eine Öffnung aufweist und der zweite Kühlverbinder (4) einen, bevorzugt zumindest teilweise konischen, Zapfen (41 ) aufweist, wobei der Zapfen (41 ) in die Öffnung einstetzbar ist und eine Übertragung des Kühlfluids von dem ersten Kühlverbinder (3) zu dem zweiten Kühlverbinder (4) über den Zapfen (41 ) und die Öffnung ermöglicht ist.

1 1. Fahrzeug, umfassend eine Kühlvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Objekt (8) bevorzugt ein Energiespeicher ist.

Description:
Kühlvorrichtung, insbesondere für Batteriemodule, und Fahrzeug, umfassend eine solche Kühlvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für zu kühlende Objekte, insbesondere für Batteriemodule. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, in dem eine solche Kühlvorrichtung vorhanden ist und bevorzugt zur Kühlung von Batteriemodulen verwendet wird. Gerade in Elektro- oder Hybridfahrzeugen werden Batteriezellen eingesetzt, die üblicherweise gekühlt werden müssen. Dies kann beispielsweise durch Luft oder durch flüssige Medien, wie Direktkältemittel oder Wasser-Glykol-Gemische, erfolgen. Um Batteriezellen leicht montieren und im Servicefall einfach austauschen zu können, wird bei der Kühlung mit flüssigen Medien, insbesondere mit Kältemitteln, der Kühler meist nur mit den Batteriezellen mechanisch verspannt und kontaktiert. Bei einer rein mechanischen Anbindung des Kühlers an die Batteriezellen ist die realisierbare Kühlleistung jedoch aufgrund des zusätzlichen thermischen Widerstandes des Spaltmediums zwischen Kühler und Batteriezellen schlechter als bei stoffschlüssiger Anbindung. Die stoffschlüssige Anbindung hat andererseits den Nachteil, dass im Servicefall die komplette Einheit von Kühler und Batteriezellen ausgetauscht werden muss. Außerdem ist es günstig, möglichst kleine Kühlereinheiten zu verwenden, damit kleine austauschbare Einheiten entstehen. Dies hat wiederum den Nachteil, dass viele hydraulische Verbindungsstellen notwendig sind, die ein Risiko hinsichtlich Dichtigkeit bringen. Ebenso steigt mit jeder Verbindungsstelle der Aufwand der Montage.

Beispielhaft wird die Anordnung von Batteriezelle und Kühler der Druckschrift DE 10 2010 056 261 A1 gezeigt. Hierbei werden Batterien und Kühlplatten schichtweise aufgebaut, so dass im Falle eines Ausbaus einer einzelnen Batterie ebenso die gesamte Kühlanlage entfernt werden muss. Ein anderes Beispiel ist aus der DE 10 2009 006 990 A1 bekannt. Hier wird in die Montageplatte, auf der die Batterie befestigt ist, eine Kühlvorrichtung eingebracht. Die Kühlvorrichtung umfasst dabei einerseits Kühlrippen auf der der Batterie abgewandten Seite der Montageplatte und andererseits Kühlkanäle, die von einem Kühlfluid durchflössen werden und die in der Montageplatte eingebracht sind. Diese Anordnung hat jedoch den oben genannten Nachteil, dass die Batterie lediglich mechanisch auf die Montageplatte gepresst wird. Somit entsteht ein ungünstiger Wärmeübergang zwischen Montageplatte und Batterie, da hier stets ein Luftspalt zwischen Kühler und Batterie verbleibt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung bereitzustellen, die bei einfacher und kostengünstiger Herstellung einerseits eine gute Kühlleistung von Objekten, insbesondere von Batteriemodulen, erlaubt und die andererseits eine einfache Montage und Wartung zulässt. Es ist ebenso Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug bereitzustellen, das Batterien aufweist, die mit einer derartigen Kühlvorrichtung gekühlt werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 7. Die Aufgabe wird daher von einer Kühlvorrichtung gelöst, die ein Kühlelement aufweist, wobei das Kühlelement mit einem zu kühlenden Objekt verbindbar ist. Das zu kühlende Objekt kann insbesondere eine Batterie sein. Außerdem umfasst die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung einen ersten Kühlverbinder, der mit dem Kühlelement verbunden ist und einen zweiten Kühlverbinder, der auf einer Montageplatte lagerbar ist. Unter Montageplatte wird in diesem Zusammenhang zum Beispiel eine Tragstruktur, eine Gehäusekomponente oder ein Zwischenboden verstanden. Die Montageplatte ist bevorzugt derart ausgelegt, dass darauf eine Vielzahl von zu kühlenden Objekten zusammen mit einer entsprechenden Vielzahl an erfindungsgemäßen Kühlvorrichtungen montiert werden kann. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Kühlverbinder und der zweite Kühlverbinder derart verbindbar sind, dass ein Übergang eines Kühlfluids vom ersten Kühlverbinder zum zweiten Kühlverbinder möglich ist. Das Kühlfluid kann beispielsweise ein Direktkältemittel oder ein Wasser-Glykol-Gemisch oder ein Gas oder ein Zweiphasengemisch sein und wird bevorzugt dafür verwendet, im Kühlelement Wärme von dem Objekt aufzunehmen und diese Wärme abzuführen. Daher erlaubt die Erfindung, in vorteilhafter Weise ein Kühlsystem derart aufzubauen, dass die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit dem ersten Kühlverbinder eine Anbindung eines zu kühlenden Objekts erlaubt und mit dem zweiten Kühlverbinder eine Anbindung an ein Verteilernetz und/oder an einen weiteren Kühlerverbinder und damit ein weiteres zu kühlendes Objekt ermöglicht wird. Die Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder und zweitem Kühlverbinder stellt daher die Schnittstelle zwischen Verteilsystem und Wärmeaufnahmeort für das Kühlfluid dar.

Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch die Kombination der Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 1. Dieser offenbart ein Fahrzeug, das zumindest einen Energiespeicher, beispielsweise ein Batteriemodul, umfasst. Zusätzlich weist das Fahrzeug eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung auf, die ausgelegt ist, den Energiespeicher zu kühlen.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Kühlverbinder und der zweite Kühlverbinder eine selbstzentrierende Verbindung herstellen. Dies kann beispielsweise durch eine konische Öffnung und/oder einen konischen Zapfen erfolgen, die ineinander geführt werden. Eine weitere Ausführungform stellen beispielweise keilförmige und/oder winkelige Flächen an einem oder mehreren Fluidverbindern in der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung dar. Dies erlaubt einen einfacheren Toleranzausgleich und eine einfachere Positionierung bei der Montage der Kühlvorrichtung auf der Montageplatte. Dies geschieht beispielsweise durch eine schrittweise Aneinanderreihung der Kühlvorrichtungen bei der Montage. Durch die schrittweise Aneinanderreihung sind somit zwischen den einzelnen Kühlvorrichtungen keine weiteren Toleranzausgleichselemente nötig. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verbindung zwischen dem ersten Kühlverbinder und dem zweiten Kühlverbinder derart ausgelegt ist, dass eine Positionstoleranz und/oder eine Winkeltoleranz in der Ausrichtung der Kühlverbinder zueinander ausgeglichen werden. Dies kann beispielsweise auch durch eine Verbindung in der Art eines Kugelgelenks geschehen. Insgesamt wird durch die Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder und zweitem Kühlverbinder bevorzugt der gesamte Toleranzausgleich bei der Anbindung des zu kühlenden Objekts an einen Kühlkreislauf vorgenommen, so dass keine weiteren Toleranzausgleichselemente mehr vonnöten sind.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird eine Befestigung der Kühlungsvorrichtung an der Montageplatte durch ein Montagemittel realisiert. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass dasselbe Montagemittel ebenso eine Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder und zweitem Kühlverbinder fixiert. Durch diese Weiterbildung wird in vorteilhafter Weise eine Montage und Demontage des Objekts auf bzw. von der Montageplatte erleichtert, da mit dem Lösen der Verbindung zwischen Montageplatte und Objekt ebenso die Kühlelemente gelöst werden. Andererseits wird in vorteilhafter Weise eine feste Verbindung zwischen Montageplatte und Objekt auch dazu verwendet, eine feste Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder und zweitem Kühlverbinder sicherzustellen. Somit wird eine gute Dichtigkeit des gesamten Kühlsystems gewährleistet. Besonders bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass das Montagemittel ein formschlüssiges Montagemittel ist. Beispielsweise kann es sich um eine Verschraubung oder Verklipsung oder Klemmung oder um eine Vernietung handeln. Ein formschlüssiges Montagemittel erlaubt einerseits eine einfache und kostengünstige Montage des Objekts, des ersten Kühlverbinders und des zweiten Kühlverbinders auf der Montageplatte, andererseits wird eine ebenso einfache und kostengünstige Demontage der Komponenten sichergestellt.

Vorteilhafterweise erfolgt die Verbindung zwischen Objekt und Kühlelement formschlüssig und/oder stoffschlüssig. Bei stoffschlüssiger Verbindung kann beispielsweise ein Klebstoff mit guten Wärmeleiteigenschaften verwendet werden. Objekt und Kühlelement bilden daher bevorzugt eine Einheit und werden ebenso bevorzugt gemeinsam auf der Montageplatte montiert.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen Kühlverbinder und Kühlelement ein Dichtelement angeordnet ist. Durch das Dichtelement wird die Verbindungsstelle gegenüber dem Austreten von einem Kühlmedium abgedichtet. Somit wird die Dichtigkeit des gesamten Kühlsystems weiter erhöht.

Um ein Kühlsystem aufzubauen, müssen mehrere Kühlelemente miteinander verbunden werden. Daher ist der erfindungsgemäße zweite Kühlverbinder vorteilhaft derart ausgebildet, dass dieser mit zwei ersten Kühlverbindern verbindbar ist. So ist es möglich, Serienschaltungen und Parallelschaltungen von mehreren Kühlelementen und damit zu kühlenden Objekten zu realisieren. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung kann daher bevorzugt als Teil eines Kühlsystems verwendet werden, das sowohl einzelne als auch eine Vielzahl von miteinander verbundenen Kühlelementen umfasst. Die Verbindung der Kühlelemente geschieht durch die Verwendung von erfindungsgemäßen ersten Kühlverbindem und von zweiten Kühlverbindern dieser bevorzugten Ausführungsform.

Besonders vorteilhaft ist der zweite Kühlverbinder einstückig ausgebildet, so dass lediglich ein Bauteil benötigt wird, um zwei erste Kühlverbinder zu verbinden. Alternativ kann der zweite Kühlverbinder vorteilhaft zumindest zwei Anschlussteile aufweisen, die bevorzugt über ein Übertragungselement verbunden sind. Dies kann zum besseren Toleranzausgleich beispielsweise als Omegaleitung, d.h. eine in Omegaform gestaltete Leitung, ausgeführt sein. Mit einem solchen Aufbau ist der zweite Kühlverbinder kostengünstig und mit geringem Zeitaufwand zu fertigen, ermöglicht dennoch eine sichere Verbindung von zwei ersten Kühlverbindern. Ebenso vorteilhaft ist es möglich, beide Alternativen zu kombinieren. In diesem Fall ist der zweite Kühlverbinder einstückig ausgebildet und umfasst zwei Anschlussteile und ein Übertragungselement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen sowohl der erste Kühlverbinder als auch der zweite Kühlverbinder eine abgeschrägte Fläche auf. Die Flächen sind insbesondere bezüglich der Montageplatte und/oder dem Kühlelement abgeschrägt und sind bevorzugt derart ausgerichtet, dass die abgeschrägte Fläche des ersten Kühlverbinders und die abgeschrägte Fläche des zweiten Kühlverbinders beim Herstellen einer Verbindung zwischen den beiden Kühlverbindern parallel zueinander angeordnet werden. Dadurch wird beim Zusammenbau eine selbstzentrierende Wirkung erzielt. Dabei weisen die abgeschrägten Flächen jeweils eine Öffnung auf, über die das Kühlfluid vom ersten Kühlverbinder auf den zweiten Kühlverbinder und in umgekehrter Richtung übertragbar ist.

Zur Herstellung einer sicheren Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder und zweitem Kühlverbinder ist vorteilhaft vorgesehen, dass der zweite Kühlverbinder als Halter ausgelegt ist. Somit kann der zweite Kühlverbinder den ersten Kühlverbinder aufnehmen und gleichzeitig einen Kühlfluidübergang ermöglichen. Daher muss in dieser vorteilhaften Ausführungsform keine zusätzliche Aufnahme für das Kühlelement vorgesehen werden, da die Lagerung des Kühlelements bereits über die Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder und zweitem Kühlverbinder realisiert wird.

Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, dass einer der beiden Kühlverbinder, insbesondere der erste Kühlverbinder, eine Öffnung aufweist, während der andere der beiden Kühlverbinder, insbesondere der zweite Kühlverbinder, einen Zapfen aufweist. Der Zapfen ist vorteilhaft zumindest teilweise konisch ausgebildet und ist bevorzugt in die Öffnung des ersten Kühlverbinders einsetzbar. Dabei ist weiterhin vorteilhaft vorgesehen, dass der Übergang des Kühlfluids von dem ersten Kühlverbinder zu dem zweiten Kühlverbinder und umgekehrt über den Zapfen und über die Öffnung möglich ist. Beispielsweise kann der Zapfen eine in Längsrichtung des Zapfens angeordnete Durchgangsbohrung aufweisen, die das Kühlfluid überträgt. Dies gilt erfindungsgemäß auch für winkelige oder keilförmige Kühlverbinder.

Falls ein zweiter Kühlverbinder nicht für die Verbindung von zumindest zwei ersten Kühlverbindern vorgesehen ist, sondern einen ersten Kühlverbinder mit einer weiteren Komponente eines Kühlkreislaufs, beispielsweise mit einer Speicheranordnung oder einem Wärmetauscher für das Kühlfluid, verbindet, so weist der zweite Kühlverbinder bevorzugt zumindest einen Anschlussbereich für eine Verrohrung der weiteren Komponente auf. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in

Explosionsansicht,

Figur 2 eine schematische Ansicht eines Objekts, das mit der

Kühlvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gekühlt werden soll,

Figur 3 eine schematische Ansicht der zusammengesetzten Kühlvorrichtung gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 4 eine schematische Ansicht mehrerer Objekte, die mit mehreren

Kühlvorrichtungen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gekühlt werden,

Figur 5 eine schematische Ansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, insbesondere des Kühlungsverbinders,

Figur 6 eine schematische Ansicht mehrerer Objekte, die mit mehreren

Kühlvorrichtungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gekühlt werden,

Figur 7 eine schematische Ansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 8 (a) eine schematische Ansicht eines Ausschnitts der Kühlvorrichtung gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Figur 8 (b) bis Figur 8 (h) alternative Ausführungen des in Figur 8 (a) gezeigten Ausschnitts der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 1. Die Kühlvorrichtung 1 umfasst ein Kühlelement 2, das beispielsweise als Platte ausgebildet sein kann. Das Kühlelement 2 dient der Aufnahme und Abfuhr von Wärme eines mit dem Kühlelement 2 verbundenen Objekts 8 (vgl. Figur 2). Weiterhin ist das Kühlelement 2 mit einem ersten Kühlverbinder 3 verbunden, der eine Schnittstelle zum Ableiten und/oder Zuleiten eines Kühlfluids darstellt. Dazu weist der erste Kühlverbinder 3 eine Öffnung auf, in die ein Zapfen 41 eines zweiten Kühlverbinders 4 eingreifen kann. Der Zapfen 41 ist an einem Anschlussteil 40 des zweiten Kühlverbinders 4 angeordnet und ermöglicht einen Übergang des Kühlfluids vom ersten Kühlverbinder 3 zum zweiten Kühlverbinder 4. Bei dem Kühlfluid kann es sich beispielsweise um ein Direktkältemittel oder ein Wasser- Glykol-Gemisch handeln. Um zu verhindern, dass das Kühlfluid aus der Verbindung zwischen dem ersten Kühlverbinder 3 und dem zweiten Kühlverbinder 4 austritt, ist ein Dichtelement 6 vorhanden, das beispielsweise als Dichtring ausgebildet ist.

Der zweite Kühlverbinder 4 umfasst außerdem ein Übertragungselement 5, mit dem das Kühlfluid von dem Anschlussteil 40 des zweiten Kühlverbinders 4 zu einem weiteren Anschlussteil 40 transportiert werden kann. Das Übertragungselement 5 kann beispielsweise ein Rohr mit rundem oder ovalem Querschnitt sein. Dies macht eine Herstellung und Montage innerhalb des Anschlussteils 40 sehr einfach.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 1 erlaubt daher, zwei Kühlelement 2 miteinander zu verbinden, indem ein jeweils ein erster Kühlverbinder 3 an jedem Kühlelement 2 angebracht wird und jeder der ersten Kühlverbinder 3 mittels eines zweiten Kühlverbinders mit zumindest zwei Anschlussteilen 40 verbunden wird. Somit ist beispielsweise der Aufbau eines komplexen Kühlsystems möglich. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist in den Figuren 2 bis 4 erläutert.

Figur 2 zeigt schematisch ein zu kühlendes Objekt 8, das beispielsweise eine Batteriezelle sein kann. Das Objekt 8 wird auf dem Kühlelement 2 montiert, wobei für eine Verbindung zwischen Objekt 8 und Kühlelement 2 bevorzugt ein wärmeleitender Klebstoff verwendet wird. Jedoch sind auch andere Befestigungsarten möglich, wie beispielsweise eine formschlüssige Verbindung. An dem Kühlelement 2 sind zwei erste Kühlverbinder 3 angebracht, die zur Versorgung des Kühlelements 2 mit einem Kühlfluid sowie zur Entsorgung des Kühlfluids dienen. Weiterhin weist das Objekt 8 einen Montagebereich 81 auf, der zur Befestigung des Objekts an einer Montageplatte 9 (siehe Figur 3) dient.

In Figur 3 ist der Anschluss eines der ersten Kühlverbinder 3 des Kühlelements 2 aus Figur 2 an einen zweiten Kühlverbinder 4 dargestellt. Die Fixierung der Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4 erfolgt durch ein Montagemittel 7, das beispielsweise eine Schraube sein kann, wobei das Montagemittel 7 ebenfalls den Montagebereich 81 des Objekts 8 an der Montageplatte 9 befestigt. Somit entsteht der Kraftschluss 70, der ein sicheres Anpressen des ersten Kühlverbinders 3 an den zweiten Kühlverbinder 4 und damit eine dichte Verbindung zwischen dem ersten Kühlverbindern 3 und dem zweiten Kühlverbinder 4 ermöglicht.

Über das Übertragungselement 5 kann nun ein Kühlfluid zugeführt werden, wobei das Kühlfluid vom zweiten Kühlverbinder 4 an den ersten Kühlverbinder 3 abgegeben wird und somit zu dem Kühlelement 2 gelangt. Ebenso kann das Kühlfluid von dem Kühlelement 2 über den ersten Kühlverbinder 3 an den zweiten Kühlverbinder 4 abgegeben werden, so dass das Kühlfluid von dem Übertragungselement 5 abgeführt wird.

In Figur 4 ist eine Kombination von zwei Kühlelementen 2 dargestellt. Dabei sollen zwei Kühlelemente 2, die jeweils ein Objekt 8 kühlen, derart miteinander verbunden werden, dass ein Kühlfluid zwischen den beiden Kühlelementen 2 ausgetauscht werden kann. Dieser Austausch geschieht über die in Figur 3 beschriebene Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4, wobei an dem Übertragungselement 5 zwei Anschlussteile 40 (vgl. Figur 1) angeordnet sind. Figur 5 zeigt die Kühlvorrichtung 1 mit einer beispielhaften Ansicht schräg von unten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei weist der zweite Kühlverbinder 4 zwei Anschlussteile 40 auf, die einstückig miteinander verbunden sind. Jeder der Anschlussteile 40 umfasst eine relativ zum Kühlelement 2 und relativ zur Montageplatte 5 (siehe Figur 6) abgeschrägte Fläche 42 auf. Innerhalb der abgeschrägten Fläche 42 ist eine Öffnung 43 vorgesehen, die beispielsweise rund ist.

Weiterhin ist der zweite Kühlverbinder 4 als Halter ausgebildet und ermöglicht die Aufnahme des ersten Kühlverbinders 3. Der erste Kühlverbinder 3 weist ebenfalls eine abgeschrägte Fläche 30 auf, die denselben Winkel zur Montageplatte 5 (siehe Figur 6) und zum Kühlelement 2 aufweist, wie auch eine korrespondierende abgeschrägte Fläche 42 des zweiten Kühlverbinders. Somit sind die abgeschrägte Fläche 30 des ersten Kühlverbinders 3 und die abgeschrägte Fläche 42 des zweiten Kühlverbinders 4 parallel zueinander angeordnet. Die abgeschrägte Fläche 30 des ersten Kühlverbinders 3 enthält eine in Figur 5 nicht sichtbare Öffnung, die passend zu der Öffnung 43 der abgeschrägten Fläche 42 des zweiten Kühlverbinders 4 angebracht ist. Durch die beiden Öffnungen ist ein Austausch des Kühlfluids zwischen erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4 möglich. Daher verbindet der zweite Kühlverbinder 4 zwei erste Kühlverbinder 3 miteinander, während der erste Kühlverbinder 3 mit dem Kühlelement 2 verbunden ist. Um die Verbindung abzudichten ist außerdem ein Dichtelement 6, beispielsweise ein Dichtring, zwischen erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4 eingesetzt. Die Funktion der einzelnen Komponenten ist daher identisch zu der des ersten Ausführungsbeispiels.

Schließlich zeigt Figur 6 eine Kombination von zwei Kühlelementen 2, die jeweils ein Objekt 8 kühlen. Dabei ist der grundsätzliche Aufbau identisch zu dem in Figur 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel, wobei sich der erste Kühlverbinder 3 und der zweite Kühlverbinder 4 unterscheiden. Der zweite Kühlverbinder 4 ist als Halter, insbesondere als eine Art Klammer oder Verbindungsbrücke, ausgelegt und nimmt zwei erste Kühlverbinder 3 auf. Durch die Aufnahme der beiden ersten Kühlverbinder 3 wird eine selbstzentrierende Verbindung zwischen erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4 realisiert, da sich die abgeschrägten Flächen 30 der ersten Kühlverbinders 3 und die abgeschrägten Flächen 42 des zweiten Kühlverbinders 4 relativ zueinander ausrichten. Somit ergibt sich ein Toleranzausgleich während der Verbindung vom erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4 im Gesamtaufbau. Weiterhin wird, analog zum ersten Ausführungsbeispiel, über diese Verbindung das Kühlfluid zwischen den Kühlelementen 2 transportiert, um einen Kühlkreislauf herzustellen.

Figur 7 zeigt schematisch die Kühlvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auf der Montageplatte 9 sind Objekte 8, beispielsweise Batteriemodule, montiert, wobei die Objekte 8 stoffschlüssig mit jeweils einem Kühleiement 2 verbunden sind. Die Kühlelemente 2 befinden sich auf der Unterseite der Objekte 8 und können somit die Objekte 8 entwärmen. Um einen geschlossenen Kühlkreislauf zu realisieren, sind zwei erste Kühlverbinder 3 und ein zweiter Kühlverbinder 4 vorhanden, mit denen zwei Kühlelemente 2 verbunden werden. Der zweite Kühlverbinder 4 umfasst zwei Anschlussteile 40, die über das Übertragungselement 5 verbunden sind.

Dabei stellt der zweite Kühlverbinder 4 über die Anschlussteile 40 und die ersten Kühlverbinder 3 eine Verbindung zu den Kühlelementen 2 her, so dass das Kühlfluid zwischen den Kühlelement 2 übertragbar ist. Auf diese Weise ermöglichen es der erste Kühlverbinder 3 und der zweite Kühlverbinder 4, das Kühlfluid, bevorzugt in einem Kreislauf, auf unterschiedliche Kühlelemente 2 zu verteilen.

Figur 8 (a) zeigt schematisch einen Ausschnitt aus der Kühlvorrichtung 1 gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Ausschnitt zeigt das Kühlelement 2, den ersten Kühlverbinder 3 und den zweiten Kühlverbinder 4. Der erste Kühlverbinder 3 ist mit dem Kühlelement 2 verbunden, wobei über eine Öffnung 20 das Kühlfluid von dem Kühlelement 2 auf den ersten Kühlverbinder 3 übertragbar ist. Ebenso ist eine Öffnung 60 zwischen dem ersten Kühlverbinder 3 und dem zweiten Kühlverbinder 4 vorgesehen, über die ein Kühlfluid übertragen werden kann. Um diese Übertragung abzudichten, weist die Kühlvorrichtung 1 ein Dichtelement 6 auf, das zwischen erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4 angeordnet ist. Insgesamt kann daher ein Übertragungsweg 50 realisiert werden, über den ein über das Übertragungselement 5 zugeführte Fluid in das Kühlelement 2 geleitet wird. Um das den ersten Kühlverbinder mit dem zweiten Kühlverbinder 4 zu verbinden, weisen sowohl erster Kühlverbinder 3 als auch zweiter Kühlverbinder 4 eine Durchgangsbohrung 71 auf. Durch diese Durchgangsbohrung 71 kann das Montagemittel 7 hindurchgeführt werden. Das Montageelement 7 sorgt dabei einerseits für die Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich 81 des Objekts 8 (vgl. Figur 2) und Montageplatte 9, indem beispielsweise das als Schraube ausgebildete Montageelement 7 in ein Gewinde 72 des Verbindungsbereiches 81 eingeschraubt wird. Durch diese Verbindung erfolgt gleichzeitig ein Zusammenpressen des ersten Kühlverbinders 3 und des zweiten Kühlverbinders 4. Daher erlaubt die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 1 einerseits eine einfache Montage als auch eine einfache Demontage. Dennoch wird durch das Zusammenpressen von erstem Kühlverbinder 3 und zweitem Kühlverbinder 4 und der zusätzlichen Verwendung der Dichtung 6 eine dichtes Kühlvorrichtung 1 geschaffen, mit dem die Objekte 8 sicher und zuverlässig gekühlt werden können.

Eine alternative Verbindung ist in Figur 8 (b) dargestellt. Hier fixiert das Montagemittel 7 den Verbindungsbereich 81 des Objekts 8 und die Montageplatte 9 sowie den ersten Kühlverbinder 3 und den zweiten Kühlverbinder 4 durch ein Gewinde 72 in der Montageplatte 9. Figur 8 (c) zeigt einen ähnlichen Aufbau, jedoch ist hier im Unterschied zu Figur 8 (b) ein Gewinde 72 in dem Verbindungsbereich 81 des Objekts 8 und nicht in der Montageplatte 9 vorhanden. Eine weitere alternative Verbindung ist in Figur 8 (d) dargestellt. Hier fixiert das Montagemittel 7 den ersten Kühlverbinder 3 und den zweiten Kühlverbinder 4 durch ein Gewinde 72 in dem ersten Kühlverbinder 3. Figur 8 (e) zeigt einen ähnlichen Aufbau, jedoch ist hier im Unterschied zu Figur 8 (d) ein Gewinde 72 in dem zweiten Kühlverbinder 4 und nicht in dem ersten Kühlverbinder 3 vorhanden.

In der in Figur 8 (f) dargestellten Alternative fixiert das Montage mittel 7 den Verbindungsbereich 81 des Objekts 8 sowie den ersten Kühlverbinder 3 und den zweiten Kühlverbinder 4 durch ein Gewinde 72 in dem zweiten Kühlverbinder 4. Figur 8 (g) zeigt einen ähnlichen Aufbau, jedoch ist hier im Unterschied zu Figur 8 (f) ein Gewinde 72 in dem Verbindungsbereich 81 des Objekts 8 und nicht in der dem zweiten Kühlverbinder 4 vorhanden. In der in Figur 8 (h) dargestellten Alternative fixiert das Montagemittel 7 die Montageplatte 9 sowie den ersten Kühlverbinder 3 und den zweiten Kühlverbinder 4 durch ein Gewinde 72 in dem ersten Kühlverbinder 3. Figur 8 (i) zeigt einen ähnlichen Aufbau, jedoch ist hier im Unterschied zu Figur 8 (h) ein Gewinde 72 in der Montageplatte 9 und nicht in der dem zweiten Kühlverbinder 4 vorhanden.

Bezugszeichenliste:

1 Kühlvorrichtung

2 Kühlelement

20 Öffnung des Kühlelements

3 erster Kühlverbinder

30 abgeschrägte Fläche

4 zweiter Kühlverbinder

40 Anschlussteil

41 Zapfen

42 abgeschrägte Fläche

43 Öffnung

5 Übertragungselement

6 Dichtelement

7 Montagemittel

70 Kraftschluss durch das Montagemittel

71 Durchgangsbohrung der Kühlverbinder

72 Gewinde

8 Objekt

81 Verbindungsbereich des Objekts

9 Montageplatte