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Title:
COOLING PLATE FOR A BATTERY OF A MOTOR VEHICLE, AND BATTERY FOR A MOTOR VEHICLE HAVING A COOLING PLATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/233904
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling plate (14) for a battery (10) of a motor vehicle, comprising a hollow profiled element (20), through which a cooling medium can flow and the height of which can be increased relative to an initial shape by the application of an internal pressure and decreased relative to the initial shape by the application an external pressure, wherein: - the hollow profiled element (20) has at least one extension web (34) which connects an upper hollow profiled element interior face (36) and a lower hollow profiled element interior face (38); - the extension web (34) has a cross section which connects the upper hollow profiled element interior face (36) and the lower hollow profiled element interior face (38) not over the shortest path when the hollow profiled element (20) has its initial shape, and which is stretched when the height of the hollow profiled element (20) is increased and compressed when the height of the hollow profiled element (20) is decreased. The invention also relates to a battery (10) for a motor vehicle, comprising a cooling plate (14) of this type.

Inventors:
HOFER GUIDO (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/060157
Publication Date:
November 26, 2020
Filing Date:
April 09, 2020
Export Citation:
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Assignee:
DRAEXLMAIER LISA GMBH (DE)
International Classes:
H01M10/613; H01M10/6556; H01M10/6568
Foreign References:
CN109149007A2019-01-04
DE102017208733A12018-11-29
DE102016220877A12018-04-26
DE102015000325A12016-07-14
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Kühlplatte (14) für eine Batterie (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend

- ein von einem Kühlmedium durchströmbares Hohlprofil (20), dessen Höhe bezogen auf eine Ausgangsform durch Aufbringen eines Innendrucks vergrößerbar und durch Aufbringen eines Außendrucks verkleinerbar ist;

- wobei das Hohlprofil (20) wenigstens einen eine obere Hohlprofilinnenseite (36) und eine untere Hohlprofilinnenseite (38) verbindendenden Dehnungssteg (34) aufweist,

- wobei der Dehnungssteg (34) einen Querschnitt aufweist, welcher die obere Hohlprofilinnenseite (36) und die untere Hohlprofilinnenseite (38) nicht auf kürzestem Weg miteinander verbindet, wenn das Hohlprofil (20) seine Ausgangsform aufweist, und beim Vergrößern der Höhe des Hohlprofils (20) gestreckt und beim Verkleinern der Höhe des Hohlprofils (20) gestaucht wird.

2. Kühlplatte (14) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein oberer Anbindungsbereich, an welchem der Dehnungssteg (34) mit der oberen Hohlprofilinnenseite (36) verbunden ist, und ein unterer Anbindungsbereich, an welchem der Dehnungssteg (34) mit der unteren Hohlprofilinnenseite (38) verbunden ist, gegenüberliegend voneinander angeordnet sind.

3. Kühlplatte (14) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Querschnitt des Dehnungsstegs (34) wenigstens einen zumindest im

Wesentlichen s-förmigen Abschnitt aufweist.

4. Kühlplatte (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Dehnungssteg (34) sich parallel zur Längsrichtung (x) der Kühlplatte (14) erstreckt, insbesondere über die gesamte Länge des Hohlprofils (20).

5. Kühlplatte (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (14) mehrere der Dehnungsstege (34) aufweist, welche parallel zueinander angeordnet sind.

6. Kühlplatte (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Hohlprofil (20) wenigstens einen Trennsteg (40) aufweist, welcher an einer der Hohlprofilinnenseiten (36, 38) angeordnet und von der anderen Hohlprofilinnenseite (36, 38) beabstandet ist.

7. Kühlplatte (14) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Querschnitt des Trennstegs (40) parallel zur Hochrichtung (z) der Kühlplatte (14) verläuft.

8. Kühlplatte (14) nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Trennsteg (40) sich parallel zur Längsrichtung (x) der Kühlplatte (14) erstreckt, insbesondere über die gesamte Länge des Hohlprofils (20).

9. Kühlplatte (14) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, in deren Rückbezug auf Anspruch

5,

dadurch gekennzeichnet, dass

bezogen auf die Querrichtung der Kühlplatte (14) zwischen zwei der Dehnungsstegen (34) mehre der Trennstege (40) angeordnet sind.

10. Kühlplatte (14) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Trennstege (40) alternierend an der oberen Hohlprofilinnenseite (36) und unteren Hohlprofilinnenseite (38) angeordnet sind.

11. Kühlplatte (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Längsseiten (42) des Hohlprofils (20) jeweils eine

Hohlprofiloberseite (44) und Hohlprofilunterseite (46) nicht auf kürzestem Weg miteinander verbinden, wenn das Hohlprofil (20) seine Ausgangsform aufweist.

12. Kühlplatte (14) nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Längsseiten (42) des Hohlprofils (20) einen bogenförmigen Querschnitt oder wenigstens einen zumindest im Wesentlichen s-förmigen Abschnitt aufweisen.

13. Kühlplatte (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

jeweilige offene Stirnseiten des Hohlprofils (20) von jeweiligen Endabschnitten (22, 24, 28) der Kühlplatte (14) verschlossen sind, wobei zumindest einer der

Endabschnitte (22, 24, 28) einen Anschluss (26) zum Zuführen und/oder Abführen des Kühlmittels aufweist.

14. Batterie (10) für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Kühlplatte (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche an einer Batteriemodulseite eines

Batteriemoduls (12) der Batterie (10) angeordnet ist.

15. Batterie (10) nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

an einer der Batteriemodulseite zugeordneten Seite des Hohlprofils (20) der Kühlplatte (14) eine Matte aus einem Wärmeleitmaterial angeordnet ist.

Description:
KÜHLPLATTE FÜR EINE BATTERIE EINES KRAFTFAHRZEUGS UND BATTERIE FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG MIT EINER KÜHLPLATTE

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlplatte für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs und eine Batterie für ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Kühlplatte.

Stand der Technik

Es ist an sich bekannt, zur Kühlung von Batterien Kühlplatten vorzusehen, welche von einem Kühlmedium durchströmt werden können. Beispielsweise werden derartige Kühlplatten zwischen einzelnen Batteriemodulen angeordnet, sodass insbesondere in jeweiligen

Batteriezellen der Batteriemodule entstehende überschüssige Wärme abgeführt werden kann.

Solche Kühlplatten und Batteriemodule weisen üblicherweise nur in gewissen Grenzen ebene Oberflächen auf. Tatsächlich sind harte Oberflächen ohne hohen Nacharbeitsaufwand nie ganz eben, sondern haben beispielsweise Buckel, Dellen, Kerben und dergleichen. Um gut Wärme übertragen zu können, ist es vorteilhaft, zwischen derartigen Kühlplatten und Batteriemodulen einen möglichst großflächigen Kontakt ohne Lufteinschlüsse zu realisieren.

Wird ein Batteriemodul auf einer Kühlplatte abgestellt bzw. positioniert, so gibt es in der Praxis üblicherweise keinen vollständigen flächigen Kontakt, sondern eher punktförmige oder linienförmige Kontaktierungen. Zwischen Kühlplatten und Batteriemodulen gibt es also üblicherweise immer gewisse Spalte. Toleranzbedingt kann es zwischen Kühlplatten und Batteriemodulen zu relativ großen Bauteil-, Form-, und/oder Lagetoleranzen kommen. Dabei kann es durchaus passieren, dass Spaltmaße von bis zu 0,7 mm oder auch mehr überbrückt werden müssen. Um eine möglichst gute thermische Anbindung zwischen Kühlplatten und Batteriemodulen zu ermöglichen, ist es üblich, sogenanntes Gapfillermaterial einzusetzen. Dabei handelt es sich um Wärmeleitmaterial, welches Spalte bzw. Lufteinschlüsse zwischen Kühlplatten und Batteriemodulen ausfüllen kann. Solches Gapfillermaterial leitet Wärme zwar nicht optimal, jedoch wesentlich besser als Luft. Je dünner ein derartiges Gapfillermaterial aufgetragen werden kann, desto besser ist üblicherweise eine thermische Anbindung zwischen Kühlplatte und Batteriemodul. Zudem ist es erstrebenswert, möglichst wenig von diesem recht teuren Gapfillermaterial zu verbrauchen, um Kosten einzusparen.

Beschreibung der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher auf besonders einfache und zuverlässige Weise eine besonders gute thermische Anbindung zwischen einer Kühlplatte und wenigstens einem Batteriemodul einer Batterie ermöglicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Kühlplatte für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs und durch eine Batterie mit einer derartigen Kühlplatte mit den Merkmalen der unabhängigen

Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind insbesondere in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Kühlplatte für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs umfasst ein von einem Kühlmedium durchströmbares Hohlprofil dessen Höhe bezogen auf eine

Ausgangsform durch Aufbringen eines Innendrucks vergrößerbar und durch Aufbringen eines Außendrucks verkleinerbar ist. Eine Verformung des Hohlprofils kann dabei elastisch oder auch plastisch aufgrund der Material- und/oder Temperatureigenschaften des

Hohlprofils erfolgen oder aufgrund zusätzlicher konstruktiver Elemente des Hohlprofils. Bei dem Hohlprofil kann es sich insbesondere um ein dünnwandiges Hohlprofil handeln, beispielsweise mit einer Wandstärke von ca. 0,4 mm. Das dünnwandige Hohlprofil kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein, wobei es sich bei dem Hohlprofil zum Beispiel um ein Strangpressprofil handeln kann. Als Kühlmedium kann beispielsweise ein Gemisch aus Wasser und Glykol eingesetzt werden, welches das Hohlprofil durchströmen und somit überschüssige Wärme von Batteriezellen und Batteriemodulen aufnehmen und

abtransportieren kann.

Das Hohlprofil weist wenigstens einen eine obere Hohlprofilinnenseite und eine untere Hohlprofilinnenseite verbindenden Dehnungssteg auf. Der Dehnungssteg weist einen Querschnitt auf, welcher die obere Hohlprofilinnenseite und die untere Hohlprofilinnenseite nicht auf kürzestem Weg miteinander verbindet, wenn das Hohlprofil seine Ausgangsform aufweist, wobei der Querschnitt des Dehnungsstegs beim Vergrößern der Höhe des Hohlprofils gestreckt und beim Verkleinern der Höhe des Hohlprofils gestaucht wird. Der Querschnitt des Dehnungsstegs erstreckt sich also in Hochrichtung des Hohlprofils bzw. der Kühlplatte nicht gerade von unten nach oben, um die beiden Hohlprofilinnenseiten miteinander zu verbinden. Unter der Ausgangsform des Hohlprofils ist insbesondere diejenige Form zu verstehen, welche das Hohlprofil nach der Herstellung aufweist. Unter der Ausgangsform des Hohlprofils ist insbesondere auch diejenige Form bzw. Gestalt des Hohlprofils zu verstehen, wenn weder von innen noch von außen ein Druck auf das

Hohlprofil ausgeübt wird.

Dadurch, dass der Querschnitt des Dehnungsstegs die obere Hohlprofilinnenseite und die untere Hohlprofilinnenseite nicht auf kürzestem Weg miteinander verbindet, kann das Hohlprofil besonders einfach verformt werden, um dessen Höhe bezogen auf seine

Ausgangsform zu vergrößern oder auch zu verkleinern. Der besagte Innendruck zum Vergrößern der Höhe des Hohlprofils kann beispielsweise mittels des Kühlmediums aufgebracht werden, indem dieses mit einem erhöhten Druck in das Hohlprofil eingebracht wird. Dadurch kann das Hohlprofil durch eine Art Innenhochdruckumformverfahren aufgeweitet werden, in Folge dessen die Höhe des Hohlprofils verändert werden kann. Ebenso ist es möglich, von außen, beispielsweise von einer Oberseite und von einer Unterseite, Druck auf das Hohlprofil auszuüben, in Folge dessen die Höhe des Hohlprofils verkleinert werden kann.

Sowohl bei der Vergrößerung als auch bei der Verkleinerung der Höhe des Hohlprofils trägt der wenigstens eine Dehnungssteg dazu bei, dass das Hohlprofil einerseits dadurch zuverlässig innenseitig abgestützt wird und andererseits dennoch relativ einfach verformt werden kann. Beim Vergrößern der Höhe des Hohlprofils wird der in der Ausgangsform insbesondere eine gestauchte Gestalt aufweisende Dehnungssteg insbesondere in Hochrichtung des Hohlprofils gestreckt. Dabei verändert sich die Form des Querschnitts des Dehnungsstegs. Wird hingegen die Höhe des Hohlprofils verkleinert, so wird der Querschnitt des Dehnungsstegs insbesondere in Hochrichtung des Hohlprofils gesehen gestaucht.

Durch Vorsehen des wenigstens einen Dehnungsstegs ist es also möglich, insbesondere die Höhe des Hohlprofils durch Kraftaufbringung bzw. Druckaufbringung von innen und von außen zu verändern. So ist es möglich, vor allem die Höhe des Hohlprofils an eine

Einbausituation bzw. Toleranzsituation innerhalb einer Batterie eines Kraftfahrzeugs anzupassen.

Führen beispielsweise Bauteil-, Form- und/oder Lagetoleranzen am Hohlprofil und/oder eines zugehörigen Batteriemoduls dazu, dass sich ein relativ großer Spalt zwischen dem Hohlprofil und dem Batteriemodul einstellen würde, so kann das Hohlprofil quasi von innen aufgeblasen werden, um die Höhe des Hohlprofils zu vergrößern. In Folge dessen kann ein Spalt zwischen dem Hohlprofil und einer Batteriemodulseite erheblich verkleinert werden. Genauso kann auch umgekehrt vorgegangen werden, falls tatsächlich die Situation erfordern sollte, dass die Höhe des Hohlprofils zu groß sein sollte. In dem Fall wird das Hohlprofil einfach vor allem in Hochrichtung gestaucht. Beispielsweise ist es bei der

erfindungsgemäßen Kühlplatte möglich, durch Aufbringen eines Innendrucks von 1 bar das Hohlprofil in dessen Höhe um 0,4 mm auszudehnen. Wäre ohne die Maßnahme

beispielsweise ein Spalt zwischen dem Hohlprofil und einer Batteriemodulseite 0,7 mm hoch, so ist dieser nach dem Ausdehnen des Hohlprofils nur noch 0,3 mm hoch. Entsprechend weniger Gapfillermaterial muss eingesetzt werden. Dies spart einerseits Kosten und andererseits kann die thermische Anbindung zwischen dem Hohlprofil der Kühlplatte und einer entsprechenden Batteriemodulseite verbessert werden.

Eine mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein oberer Anbindungsbereich, an welchem der Dehnungssteg mit der oberen Hohlprofilinnenseite verbunden ist, und ein unterer Anbindungsbereich, an welchem der Dehnungssteg mit der unteren

Hohlprofilinnenseite verbunden ist, gegenüberliegend voneinander angeordnet sind. Da diese Anbindungsbereiche bzw. Anbindungsstellen bezogen auf eine Querrichtung des Hohlprofils an derselben Position angeordnet sind, kann beim Ausdehnen des Hohlprofils und auch beim Stauchen des Hohlprofils verhindert werden, dass eine Oberseite und eine Unterseite des Hohlprofils bezogen auf die Querrichtung des Hohlprofils zueinander abgleiten bzw. sich zueinander verschieben.

Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Querschnitt des Dehnungsstegs wenigstens einen zumindest im Wesentlichen s-förmigen Abschnitt aufweist. Beispielsweise kann der Querschnitt zickzackförmig von der oberen Hohlprofilinnenseite zur unteren Hohlprofilinnenseite verlaufen. Diese Zickzackform weist zumindest eine einfache s- Form auf. Innerhalb einer von der Hochrichtung und Querrichtung aufgespannten Ebene können z.B. zwei Abschnitte des Querschnitts diagonal verlaufen, wobei ein dazwischen liegender Abschnitt z.B. in Querrichtung verlaufen kann. Wird das Hohlprofil aufgeweitet, so stellen sich die diagonalen Abschnitte steiler auf und ermöglich so eine kontrollierte

Aufweitung des Hohlprofils. Es ist auch möglich, dass der Querschnitt des Dehnungsstegs mehrere s-förmige Abschnitte aufweist, die aufeinander folgen. Mit anderen Worten kann der Querschnitt des Dehnungsstegs also eine Vielzahl von Abschnitten aufweisen, welche sich in einer Zickzackform aneinanderreihen. Durch diese Formgebung des Querschnitts wird insbesondere das Ausdehnen des Hohlprofils in Hochrichtung begünstigt. Gleichzeitig kann durch diese Form des Querschnitts eine gute Abstützwirkung des Hohlprofils im Inneren gewährleistet werden.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Dehnungssteg sich parallel zur Längsrichtung der Kühlplatte erstreckt, insbesondere über die gesamte Länge des Hohlprofils. Dadurch kann das Hohlprofil, sofern nur ein einziger Dehnungssteg vorgesehen ist, in zwei Kammern unterteilt werden.

In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kühlplatte mehrere der Dehnungsstege aufweist, welche parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch kann ein besonders gleichmäßiges Aufdehnen und Stauchen des Hohlprofils in Hochrichtung gewährleistet werden. Zudem sorgt die Vielzahl der Dehnungsstege dafür, dass das

Hohlprofil innenseitig relativ stabil abgestützt wird. Zudem sorgen die Dehnungsstege dafür, dass von einem Batteriemodul abgegebene Wärme die Kühlplatte, insbesondere das Hohlprofil, nicht nur außenseitig erwärmt. Über die Dehnungsstege kann Wärme ins Innere des Hohlprofils geleitet werden, welches vom Kühlmedium durchströmt werden kann. Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Hohlprofil wenigstens einen Trennsteg aufweist, welcher an einer der Hohlprofilinnenseiten angeordnet und von der anderen Hohlprofilinnenseite beabstandet ist. Bezogen auf die Hochrichtung des Hohlprofils ist dieser Trennsteg also nicht durchgängig. Der Trennsteg sorgt insbesondere dafür, dass das Hohlprofil nicht nur in äußeren Bereichen erwärmt wird, sondern auch eine Wärmeübertragung ins Innere des Hohlprofils erfolgt, wenn das Hohlprofil an einem

Batteriemodul angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders gute Wärmeübertragung vom betreffenden Batteriemodul über das Hohlprofil an das Kühlmedium erfolgen, welches das Hohlprofil durchströmt. Dadurch, dass der wenigstens eine Trennsteg die

Hohlprofilinnenseiten nicht miteinander verbindet, verhindert der Trennsteg nicht das Ausdehnen bzw. Stauchen des Hohlprofils in Hochrichtung.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Querschnitt des Trennstegs parallel zur Hochrichtung der Kühlplatte verläuft. Mit anderen Worten verläuft der Trennsteg also bezogen auf die Hochrichtung der Kühlplatte bzw. des Hohlprofils gerade. Andere Formgebungen sind allerdings auch möglich, beispielsweise ebenfalls eine Zickzackform oder dergleichen, solange der Trennsteg die

Hohlprofilinnenseiten nicht miteinander verbindet. Eine nicht gerade Form des Querschnitts kann insbesondere zur Oberflächenvergrößerung des Trennsteges beitragen, was sich positiv auf die thermodynamischen Eigenschaften des Hohlprofils auswirken kann.

Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Trennsteg sich parallel zur Längsrichtung der Kühlplatte erstreckt, insbesondere über die gesamte Länge des Hohlprofils. Dadurch kann ein besonders gleichmäßiger Wärmeeintrag von der Batterie unter Vermittlung des Trennstegs auf das Kühlmedium erfolgen, welches das Hohlprofil durchströmt.

In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bezogen auf die Querrichtung der Kühlplatte zwischen zwei der Dehnungsstege mehrere der Trennstege angeordnet sind. Die Dehnungsstege unterteilen also das Hohlprofil in jeweilige voneinander getrennte Kammern, wobei innerhalb dieser Kammern mehrere der Trennstege angeordnet sind. Dadurch kann das die jeweiligen Kammern durchströmende Kühlmedium besonders homogen Wärme vom zugehörigen Batteriemodul aufnehmen. Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Trennstege alternierend an der oberen Hohlprofilinnenseite und der unteren Hohlprofilinnenseite angeordnet sind. Insbesondere wenn oberseitig und unterseitig vom Hohlprofil jeweilige Batteriemodule angeordnet sind, trägt dies dazu bei, dass besonders gleichmäßig sowohl vom oberen als auch vom unteren Batteriemodul Wärme auf das Kühlmedium innerhalb des Hohlprofils übertragen werden kann.

Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass gegenüberliegende Längsseiten des Hohlprofils jeweils eine Hohlprofilseite und Hohlprofilunterseite nicht auf kürzestem Weg miteinander verbinden, wenn das Hohlprofil seine Ausgangsform aufweist. Beispielsweise können die Längsseiten des Hohlprofils einen bogenförmigen Querschnitt oder wenigstens einen zumindest im Wesentlichen s-förmigen Abschnitt aufweisen. Mit anderen Worten können also jeweilige Querschnitte der Längsseiten des Hohlprofils bogenförmig oder auch beispielsweise s-förmig ausgestaltet sein. Beispielsweise ist es möglich, dass die Längsseiten des Hohlprofils bezogen auf ihren Querschnitt die gleiche Form wie die Dehnungsstege aufweisen. Dies kann das Aufdehnen und Stauchen des Hohlprofils in Hochrichtung begünstigen.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass jeweilige offene Stirnseiten des Hohlprofils von jeweiligen Endabschnitten der Kühlplatte verschlossen sind, wobei zumindest einer der Endabschnitte einen Anschluss zum Zuführen und/oder Abführen des Kühlmittels aufweist Die Endabschnitte können je nachdem, wie die Anschlüsse für die Zuführung und Abführung der Kühlmittel angeordnet sind, auch dazu dienen, eine Kühlmittelumlenkung von einer Kammer des Hohlprofils zur anderen Kammer des Hohlprofils zu bewerkstelligen.

Die erfindungsgemäße Batterie für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine

erfindungsgemäße Kühlplatte oder wenigstens eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlplatte, wobei diese an einer Batteriemodulseite eines

Batteriemoduls der Batterie angeordnet ist. Beispielsweise ist es auch möglich, jeweils eine der Kühlplatten zwischen einem Paar von Batteriemodulen anzuordnen. Insbesondere durch die Möglichkeit der Aufweitung der Kühlplatte in Hochrichtung ist es möglich, Spaltmaße zwischen der Kühlplatte und jeweiligen Batteriemodulseiten zu verringen. Schließlich sieht eine mögliche Ausführungsform der Batterie vor, dass an einer der Batteriemodulseite zugeordneten Seite des Hohlprofils der Kühlplatte eine Matte aus einem Wärmeleitmaterial angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es möglich, eine Art Gapfillermatte auf der Seite des Hohlprofils aufzukleben oder anderweitig anzuordnen, welche der

Batteriemodulseite zugeordnet ist. Die Handhabung solcher Gapfillermatten ist wesentlich einfacher und man benötigt kein Dosiersystem, um den Gapfiller aufzutragen.

Weitere mögliche Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen

Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Kurze Figurenbeschreibung

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Batterie für ein Kraftfahrzeug mit mehreren

Batteriemodulen, wobei zwischen den Batteriemodulen Kühlplatten angeordnet sind;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Batterie;

Fig. 3 eine Querschnittansicht der Batterie entlang der in Fig. 2 gekennzeichneten

Schnittebene A-A;

Fig. 4 eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform der Kühlplatte;

Fig. 5 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der Kühlplatte;

Fig. 6 eine Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform der Kühlplatte; Fig. 7 eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines Endabschnitts für die Kühlplatten;

Fig. 8 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines Endabschnitts für die Kühlplatten;

Fig. 9 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines Endabschnitts der Kühlplatte;

Fig. 10 eine Perspektivansicht eines Hohlprofils der Kühlplatte, welches mittels eines

Kühlmediums durchströmbar ist;

Fig. 11 eine perspektivische Detailansicht des Hohlprofils;

Fig. 12 eine Frontalansicht des Hohlprofils.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente wurden in den Figuren mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

Eine Batterie 10 für ein Kraftfahrzeug ist in einer Perspektivansicht in Fig. 1 gezeigt. Die Batterie 10 umfasst mehrere Batteriemodule 12, welche gemäß der vorliegenden Darstellung übereinander angeordnet sind. Zwischen den oberen beiden Batteriemodulen 12 und zwischen den unteren beiden Batteriemodulen 12 ist jeweils eine Kühlplatte 14 angeordnet, welche von einem Kühlmedium durchströmt werden kann, um überschüssige Wärme insbesondere von hier nicht dargestellten Batteriezellen der Batteriemodule 12 abzuführen. Bei kalten Umgebungstemperaturen können die Kühlplatten 14 auch beispielsweise dazu genutzt werden, die Batteriemodule 12, insbesondere die darin enthaltenen Batteriezellen, auf eine günstige Betriebstemperatur aufzuheizen. Über einen Zulauf 16 können die

Kühlplatten 14 mit dem Kühlmedium versorgt werden. Über einen Ablauf 18 kann das erwärmte Kühlmittel abgeführt werden.

In Fig. 2 ist die Batterie 10 in einer Draufsicht gezeigt. Diese Ansicht dient insbesondere dazu, eine Schnittebene A-A zu kennzeichnen. In Fig. 3 ist die Batterie 10 in einer Querschnittsansicht entlang der in Fig. 2 gekennzeichneten Schnittebene A-A gezeigt. Vorliegend kann man nochmal gut erkennen, wie die Kühlplatten 14 zwischen den jeweiligen Batteriemodulen 12 angeordnet sind. Um eine besonders gute Wärmeübertragung von den Batteriemodulen 12 auf das in den

Kühlplatten 14 vorhandene Kühlmedium zu gewährleisten, ist es wünschenswert, die Batteriemodule 12 möglichst flächig an den Kühlplatten 14 anzubinden, insbesondere ohne dass Lufteinschlüsse vorhanden sind. Üblicherweise werden dafür sogenannte

Gapfillermaterialien verwendet, da fertigungsbedingt üblicherweise weder die Batteriemodule 12 noch die Kühlplatten 14 an ihren Oberflächen ganz eben ausgestaltet sind.

Beispielsweise können die Oberflächen der Batteriemodule 12 und der Kühlplatten 14 Buckel, Dellen, Kerben usw. aufweisen. Bauteil-, form- und lagetoleranzbedingt, können sich dadurch Spalte ergeben.

In Fig. 4 ist eine mögliche Ausführungsform der Kühlplatte 14 in einer Perspektivansicht gezeigt. Diese Ausführungsform der Kühlplatte 14 ist zwischen den oberen beiden

Batteriemodulen 12 (siehe Fig. 1 und Fig. 3) angeordnet. Die Kühlplatte 14 umfasst ein Hohlprofil 20, bei dem es sich um ein dünnwandiges Hohlprofil mit einer Wandstärke von beispielsweise ca. 0,4 mm handeln kann. Das gesamte Hohlprofil 20 kann beispielsweise mittels Strangpressen hergestellt werden. An hier nicht jeweils erkennbaren offenen Enden des Hohlprofils 20 sind Endabschnitte 22, 24 angeordnet, welche das Hohlprofil 20 flüssigkeitsdicht verschließen. Der gemäß der vorliegenden Darstellung vordere

Endabschnitt 22 weist mehrere Anschlüsse 26 zum Zuführen und Abführen sowie zum Durchschleusen von Kühlmittel auf.

Beispielsweise ist es möglich, dass durch den oberen rechten Anschluss 26 Kühlmittel in das Hohlprofil 20 eingeführt wird. Das Hohlprofil kann beispielsweise eine linke und eine rechte Kammer aufweisen. So wird also das Kühlmittel zunächst der rechten Kammer zugeführt und fließt bis zu dem Endabschnitt 24, welcher eine hier nicht erkennbare Kühlmittelumlenkung aufweist. Über diese Kühlmittelumlenkung gelangt dann das Kühlmittel in die linke Kammer des Hohlprofils 20 und strömt dann bis zum Anschluss 26, durch welchen das nun erwärmte Kühlmittel das Hohlprofil 20 verlassen kann. Die unteren beiden Anschlüsse 26 dienen dazu, die untere Kühlplatte 14 (siehe Fig. 1 und 3) ebenfalls mit Kühlmittel zu versorgen bzw. das Kühlmittel wieder abzuführen. In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Kühlplatte 14 in einer Perspektivansicht gezeigt. Diese Ausführungsform ist bei der Batterie 10 zwischen den unteren beiden Batteriemodulen 12 (siehe Fig. 1 und Fig. 3) verbaut. Diese Kühlplatte 14 dient also als eine Art Endstück, was auch daran zu erkennen ist, dass ein gemäß der vorliegenden Darstellung vorderer Endabschnitt 28 nur zwei der Anschlüsse 26 aufweist. Einer der Anschlüsse 26 dient wiederum dazu, Kühlmittel zuzuführen, wobei der andere der Anschlüsse 26 dazu dient, Kühlmittel abzuführen.

In Fig. 6 ist eine weitere mögliche Ausführungsform der Kühlplatte 14 gezeigt. Wie man hier erkennen kann, weisen beide Endabschnitte 28 jeweilige Anschlüsse 26 auf. Die gemäß der vorliegenden Darstellung links angeordneten Anschlüsse 26 können beispielsweise dazu dienen, Kühlmittel zuzuführen, wobei die rechten Anschlüsse 26 dazu dienen können, das Kühlmittel abfließen lassen zu können. Es ist auch möglich, die Kühlplatte 14 im

Gegenstrombetrieb zu betreiben.

In Fig. 7 ist der Endabschnitt 22 der Kühlplatte 14 in einer Perspektivansicht gezeigt.

Vorliegend kann man gut eine Trennwand 30 innerhalb des Endabschnitts 22 erkennen. Durch diesen wird eine getrennte Zufuhr und Abfuhr des Kühlmittels ermöglicht.

In Fig. 8 ist der Endabschnitt 28 in einer Perspektivansicht gezeigt, wobei dieser ebenfalls eine Trennwand 30 aufweist.

In Fig. 9 ist der Endabschnitt 24 mit der besagten Kühlmittelumlenkung in einer

Perspektivansicht gezeigt. Dieser Endabschnitt 24 dient bei den in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen der Kühlplatte 14 also dafür, Kühlmittel beispielsweise von einer in eine andere Kammer des Hohlprofils 20 umzulenken.

In Fig. 10 ist das Hohlprofil 20 allein in einer Perspektivansicht gezeigt. Bei der vorliegend gezeigten Ausführungsform des Hohlprofils 20 weist dieses vier einzelne Kammern 32 auf, welche voneinander getrennt sind und sich in Längsrichtung x des Hohlprofils 20 bzw. der Kühlplatte 14 erstrecken.

In Fig. 11 ist das Hohlprofil 20 in einer perspektivischen Detailansicht gezeigt. Hier ist vor allem die ganz rechts angeordnete Kammer 32 und noch ein Teil der daneben angeordneten Kammer 32 zu erkennen. Die beiden Kammern 32 werden durch einen Dehnungssteg 34 des Hohlprofils 20 voneinander getrennt. Der Dehnungssteg 34 verbindet eine obere Hohlprofilinnenseite 36 mit einer unteren Hohlprofilinnenseite 38 und ist integraler

Bestandteil des Hohlprofils 20, kann also beispielsweise ebenfalls durch Strangpressen hergestellt werden.

Das mittels des Kühlmediums durchströmbare Hohlprofil 20 kann durch Aufbringen eines Innendrucks insbesondere in Hochrichtung z aufgeweitet werden. Genauso ist es möglich, durch Aufbringen eines Außendrucks von oben und unten die Höhe des Hohlprofils 20 zu verkleinern. Dieses Aufweiten und Stauchen des Hohlprofils 20 wird durch die

Querschnittsform der Dehnungsstege 34 begünstigt. Wie zu erkennen, weist der hier erkennbare Dehnungssteg 34 einen Querschnitt auf, welcher die obere Hohlprofilinnenseite 36 und die untere Hohlprofilinnenseite 38 nicht auf kürzestem Weg miteinander verbindet.

Mit anderen Worten verläuft der Dehnungssteg 34 also nicht gerade in Hochrichtung z, sondern s-förmig bzw. zickzackförmig. Vorliegend weist der Dehnungssteg 34 zwei nicht näher bezeichnete diagonal verlaufende Streben und eine in Querrichtung y verlaufende Strebe auf. Beim Aufweiten bzw. Vergrößern der Höhe des Hohlprofils 20 wird der

Querschnitt des Dehnungsstegs 34 gestreckt, wohingegen beim Stauchen des Hohlprofils 20 bezogen auf dessen Hochrichtung z der Querschnitt des Dehnungsstegs 34 ebenfalls gestaucht wird. Sowohl beim Aufweiten als auch beim Stauchen des Hohlprofils 20 sorgt der Dehnungssteg 34 einerseits dafür, dass das Hohlprofil 20 innenseitig zuverlässig abgestützt wird. Andererseits begünstigt die Querschnittsform des Dehnungsstegs 34 das Aufweiten und auch das Stauchen des Hohlprofils 20. Die übrigen hier nicht erkennbaren

Dehnungsstege 34 weisen die gleiche Form wie der hier erkennbare Dehnungssteg 34 auf.

We zu erkennen, befinden sich ein oberer nicht näher bezeichneter Anbindungsbereich, an welchem der Dehnungssteg 34 mit der oberen Hohlprofilinnenseite 36 verbunden ist, und ein nicht näher bezeichneter unterer Anbindungsbereich, an welchem der Dehnungssteg 34 mit der unteren Hohlprofilinnenseite 38 verbunden ist, bezogen auf die Querrichtung y gegenüberliegend voneinander. Sowohl beim Aufweiten als auch beim Stauchen des Hohlprofils 20 trägt dies dazu bei, dass die hier nicht näher bezeichnete Oberseite und Unterseite des Hohlprofils 20 nicht in Querrichtung y zueinander abgleiten bzw. sich zueinander verschieben. Der Dehnungssteg 34 erstreckt sich zudem parallel zur Längsrichtung x der Kühlplatte 14 über die gesamte Länge des Hohlprofils 20, in Folge dessen die jeweiligen Kammern 32 voneinander abgetrennt werden.

Wie anhand von Fig. 10 bereits zu erkennen ist, weist die Kühlplatte 14 bzw. das Hohlprofil 20 mehrere der Dehnungsstege 34 auf, welche parallel zueinander angeordnet sind. Das Hohlprofil 20 weist zudem mehrere Trennstege 40 auf, welche jeweils an einer der

Hohlprofilinnenseiten 36, 38 angeordnet sind und von der jeweils anderen

Hohlprofilinnenseite 36, 38 beabstandet sind. Jeweilige Querschnitte der Trennstege 40 verlaufen gerade bzw. parallel zur Hochrichtung z der Kühlplatte 14 bzw. des Hohlprofils 20. Die Trennstege 40 dienen insbesondere dazu, eine gute Wärmeübertragung von den Batteriemodulen 12 auf das Kühlmedium zu gewährleisten, welches die einzelnen Kammern 32 des Hohlprofils 20 durchströmt. Dadurch, dass die Trennstege 40 ins Innere des

Hohlprofils 20 ragen, wird das Hohlprofil 20 nicht nur außenseitig sondern auch innenseitig aufgeheizt, wenn Wärme von den Batteriemodulen 12 über das Hohlprofil 20 auf das Kühlmedium übertragen wird.

We zu erkennen, sind die Trennstege 40 alternierend an der oberen Hohlprofilinnenseite 36 und der unteren Hohlprofilinnenseite 38 angeordnet. Sowohl beim Aufweiten als auch beim Stauchen des Hohlprofils 20 behindern die Trennstege 40 die Verformung des Hohlprofils 20 nicht. Denn wie bereits erwähnt verbinden die Trennstege 40 die Hohlprofilinnenseiten 36,

38 nicht miteinander. Dies erleichtert sowohl das Aufweiten als auch das Stauchen des Hohlprofils 20 insbesondere in Hochrichtung z.

In Fig. 12 ist das Hohlprofil 20 in einer Frontalansicht gezeigt. Vorliegend kann man nochmal gut die Querschnittsformen der Dehnungsstege 34 und der Trennstege 40 erkennen.

Bezogen auf die Querrichtung y sind mehrere der Trennstege 40 zwischen jeweils zwei der Dehnungsstege 34 angeordnet. Jeweilige gegenüberliegende Längsseiten 42 des Hohlprofils 20 verbinden jeweils eine Hohlprofiloberseite 44 und eine Hohlprofilunterseite 46 nicht auf kürzestem Wege, da sie gemäß der vorliegenden Darstellung bogenförmig bezüglich ihres Querschnitts sind. Andere Querschnittsformen sind aber ebenfalls möglich, sodass die gegenüberliegenden Längsseiten 42 beispielsweise die gleiche Querschnittsform wie die Dehnungsstege 34 aufweisen können. Dadurch, dass die gegenüberliegenden Längsseiten 42 nicht gerade in Hochrichtung z verlaufen, begünstigt die Formgebung der Längsseiten 42 ebenfalls das Aufweiten und Stauchen des Hohlprofils 20 insbesondere in Hochrichtung z. Durch die beschriebene Gestaltung des Hohlprofils 20 ist es also möglich, dessen Form, insbesondere dessen Dicke in Hochrichtung z, relativ einfach zu verändern, indem entweder ein Innendruck oder ein Außendruck aufgebracht wird. Jeweilige Spalte zwischen

Hohlprofiloberseite 44 bzw. Hohlprofilunterseite 46 und Außenseiten der Batteriemodule 12 können dadurch vor allem verringert werden. Dadurch kann in erheblichem Maße einzusetzendes Gapfillermaterial verringert werden. Zudem ist es beispielsweise auch möglich, an der Hohlprofiloberseite 44 und/oder der Hohlprofilunterseite 46 eine hier nicht dargestellte Gapfillermatte anzuordnen. Bei derartigen Gapfillermatten ist das Handling relativ einfach im Gegensatz dazu, wenn man den Gapfiller beispielsweise raupenförmig oder dergleichen mittels eines Dosiersystems aufbringt.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Batterie

12 Batteriemodule

14 Kühlplatten

16 Zulauf

18 Ablauf

20 Hohlprofil der Kühlplatte

22 Endabschnitt der Kühlplatte

24 Endabschnitt der Kühlplatte mit Kühlmittelumlenkung

26 Anschlüsse der Endabschnitte

28 Endabschnitt der Kühlplatte

30 Trennwand in den Endabschnitten

32 Kammern im Hohlprofil

34 Dehnungsstege des Hohlprofils

36 obere Hohlprofilinnenseite

38 untere Hohlprofilinnenseite

40 Trennstege des Hohlprofils

42 Längsseiten des Hohlprofils

44 Hohlprofiloberseite

46 Hohlprofilunterseite x Längsrichtung

y Querrichtung

z Hochrichtung