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Title:
COOLING UNIT FOR COOLING ELECTRONIC COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/072894
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling unit (1, 10) having a heat sink (2, 20) which is formed from a first material with a first thermal conductivity, wherein the heat sink (2, 20) comprises at least one refrigerant duct, and having at least one cooling element (3a-3d, 30) which is formed from a second material having a second thermal conductivity, wherein the second thermal conductivity is higher than the first thermal conductivity, wherein the refrigerant duct is formed completely as a refrigerant pipe (4a-4d, 40) so that in operation a refrigerant in the refrigerant pipe (4a-4d, 40) does not come into chemical contact with the cooling element (3a-3d, 30) or the heat sink (2, 20), and wherein at least one source of heat, more particularly an electronic component (33), is arranged on the cooling unit (1, 10).

Inventors:
LODHOLZ, Roland (Schmiedegaessle 3, Ebringen, 79285, DE)
Application Number:
EP2018/077562
Publication Date:
April 18, 2019
Filing Date:
October 10, 2018
Export Citation:
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Assignee:
TRUMPF HÜTTINGER GMBH + CO. KG (Bötzinger Strasse 80, Freiburg, 79111, DE)
International Classes:
H01L23/373; H01L23/473; H01M8/04007; H01M10/60; F28D21/00
Domestic Patent References:
WO2013068004A12013-05-16
Foreign References:
DE102013226273A12015-06-18
JP2011112254A2011-06-09
JP4698413B22011-06-08
JP2005106381A2005-04-21
DE102015211660A12016-12-29
US6802366B12004-10-12
US7624791B22009-12-01
US20160105998A12016-04-14
DE102015210920A12016-12-15
Attorney, Agent or Firm:
TRUMPF PATENTABTEILUNG (TRUMPF GmbH & Co. KG, TH501 Patente und LizenzenJohann-Maus-Strasse 2, Ditzingen, 71254, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Kühleinheit (1, 10) zur Kühlung von elektronischen Bauteilen mit einem Kühlkörper (2, 20), der aus einem ersten Material mit einer ersten Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist, wobei der Kühlkörper (2, 20) zumindest einen Kühlmittelkanal aufweist, sowie mit zumindest einem Kühlelement (3a-3d, 30), das aus einem zweiten Material mit einer zweiten Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist, wobei die zweite Wärmeleitfähigkeit höher ist als die erste Wärmeleitfähigkeit, wobei der Kühlmittelkanal vollständig als Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) ausgebildet ist, so dass im Betrieb ein Kühlmittel im Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) nicht in chemischen Kontakt mit dem Kühlelement (3a-3d, 30) oder Kühlkörper (2, 20) kommt.

2. Kühleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) aus einem dritten Material ausgebildet ist.

3. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere Titan oder Edelstahl, ausgebildet ist.

4. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (3a-3d, 30) in den Kühlkörper (2, 20) eingegossen oder eingepresst ist.

5. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material einen niedrigeren Schmelzpunkt als das zweite Material aufweist.

6. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (1, 10) als Kühlplatte ausgebildet ist.

7. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Wärmekapazität des zweiten Materials kleiner ist als die Wärmekapazität des ersten Materials.

8. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite zumindest eines Kühlelements (3a-3d, 30) in derselben Ebene angeordnet ist wie die Oberseite des Kühlkörpers (2, 20) und/oder dass die Unterseite zumindest eines Kühlelements (3a-3d, 30) in derselben Ebene angeordnet ist wie die Unterseite des Kühlkörpers (2, 20).

9. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur zumindest eines Kühlelements (3a-3d, 30) zumindest abschnittsweise an die Kontur des Kühlmittelrohrs (4a-4d, 40) angepasst ist.

10. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) zumindest abschnittsweise in ein Kühlelement (3a-3d, 30) eingebettet ist.

11. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) in den Kühlkörper (2, 20) eingepresst ist.

12. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kühlelement (3a-3d, 30) durch das Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) am Kühlkörper (2, 20) gehalten ist.

13. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kühlelement (3a-3d, 30) von dem Kühlmittelrohr (4a-4d, 40) durch das zweite Material beabstandet angeordnet ist.

14. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kühlelement (3a-3d, 30) mittels Schrauben, Löten, Kleben, Schweißen, Klemmen oder Nieten mit dem Kühlkörper (2, 20) verbunden ist.

15. Kühleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wärmequelle, insbesondere ein elektronisches Bauteil (33), an der Kühleinheit (1, 10) angeordnet ist.

16. Stromwandler mit einer Kühleinheit (1, 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zum Laden und/oder Entladen von elektrochemischen Speichern, wie z. B. Batterien oder Akkumulatoren, insbesondere Flow-Batterien.

17. Verwendung eines Elektrolyts eines elektrochemischen Speichers, insbesondere einer Flow-Batterie, als Kühlmedium in einer Kühleinheit (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 -15 oder einem Stromwandler nach Anspruch

Description:
Kühleinheit zur Kühlung von elektronischen Bauteilen

Die Erfindung betrifft eine Kühleinheit mit einem Kühlkörper zur Kühlung von elektronischen Bauteilen.

Die Verlustwärme von elektronischen bzw. elektromechanischen Bauteilen muss häufig abgeführt werden, um ein Überhitzen der entsprechenden Bauteile zu verhindern. Hierbei ist es bekannt, Kühlplatten zum Kühlen dieser Bauteile einzusetzen. Ein Kühlmittelkanal kann in eine Kühlplatte eingebettet sein und von einem Kühlmittel durchströmt werden . Die Wärme von den elektrischen Bauteilen muss über den Kühlkörper in die Kühlflüssigkeit übertragen werden . Häufig werden Materialien mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit eingesetzt, beispielsweise Kupfer. Eine Kühlplatte vollständig aus Kupfer herzustellen führt dazu, dass die Kühlplatte sehr teuer und schwer wird. Es sind Ansätze bekannt, bei denen Kupferelemente in ein Material mit schlechterer Wärmeleitfähigkeit eingebettet werden. Beispielsweise ist es bekannt, Kupferelemente in Aluminiumplatten einzubetten.

Kühleinheiten sind z. B. bekannt aus US 6,802,366 Bl, US 7,624,791 Bl,

WO 2013/068004 AI, US 2016/0105998 AI .

In der Regel werden sowohl Kupferelemente als auch Aluminiumelemente an den Kühlkanal angeschlossen bzw. fließt Kühlmittel sowohl durch die Kupferelemente als auch durch die Aluminiumplatten. Es kann dabei schwierig sein, ein geeignetes Kühlmittel zu finden, um in beiden Materialien eine Korrosion gering zu halten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinheit bereitzustellen, mit der eine effektive Kühlung von elektronischen Bauteilen erfolgen kann, die kostengünstig herstellbar ist und die von möglichst vielen Kühlmitteln durchströmt werden kann, und dabei eine mögliche Korrosion gering zu halten.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Kühleinheit gemäß Anspruch 1 mit einem Kühlkörper, der aus einem ersten Material mit einer ersten Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist, wobei der Kühlkörper zumindest einen Kühlmittelkanal aufweist, sowie mit zumindest einem Kühlelement, das aus einem zweiten Material mit einer zweiten Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist, wobei die zweite Wärmeleitfähigkeit höher ist als die erste Wärmeleitfähigkeit und wobei der Kühlmittelkanal vollständig als Kühlmittelrohr ausgebildet ist, so dass im Betrieb ein Kühlmittel im Kühlmittelrohr nicht in chemischen Kontakt mit dem Kühlelement oder Kühlkörper kommt. Dabei kann insbesondere zumindest eine Wärmequelle, insbesondere ein elektronisches Bauteil, an der Kühleinheit angeordnet sein. Dadurch, dass ein Kühlmittelrohr als Kühlmittelkanal eingesetzt wird, kann das Kühlmittelrohr aus einem Material hergestellt werden, welches durch das Kühlmittel nicht angegriffen wird . Materialien für Kühlelemente und Kühlkörper können somit beliebig miteinander kombiniert werden. Dabei kann das erste Ma- terial Aluminium enthalten oder Aluminium sein. Das zweite Material kann Kupfer enthalten oder Kupfer sein.

Eine Kühleinheit mit Kühlelementen ist leistungsfähiger als eine Kühleinheit ohne Kühlelemente, da die Wärme über die Kühlelemente schneller und großflächiger verteilt und damit auch der Übergang der Verlustwärme in das Kühlmittel erhöht werden kann.

Die Kühleinheit ist vorzugsweise ausgelegt zur Kühlung und zum Schutz vor Überhitzung von elektronischen Bauteilen, wie z. B. Transistoren in Schaltungen, die hohe Leistungen über ein Kilowatt, insbesondere über 5 Kilowatt, besonders bevorzugt über 10 Kilowatt erzeugen, bei denen auch prozentual geringe Verlustleistungen, z. B. kleiner 10 Prozent, nicht alleine durch die Wärmestrahlung ausreichend abgeführt werden kann.

Das Kühlmittelrohr kann aus einem dritten Material ausgebildet sein. Insbesondere kann dabei ein Material gewählt werden, welches durch das verwendete Kühlmittel nicht angegriffen wird . Beispielsweise ist es dadurch möglich, auch ein Kühlmittel zu verwenden, welches in Kupfer oder Aluminium korrosiv wirkt. Die Kühleinheit kann in einer Stromversorgung einer größeren Anlage eingesetzt werden, die das Kühlmittel durch mehrere Anlagenanteile führt. Das verwendete Kühlmittel kann für andere Teile der Anlage optimiert werden und die Kühleinheit muss bei der Wahl des Kühlmittels nicht berücksichtigt werden. Das Kühlmittel kann thermisch, insbesondere über das Kühl mittel rohr, an das Kühlelement gekoppelt sein.

Das Kühlmittelrohr kann aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere Titan oder Edelstahl, ausgebildet sein. Somit ist es möglich, chemisch stark reaktive Kühlmittel zu verwenden. Die Kühleinheit ist somit als Kühleinheit in einer Stromversorgung für Batteriewechselrichter mit flüssigen Elektrolyten, insbesondere Redox-Flow-Batterien, geeignet.

Das Kühlelement kann in den Kühlkörper eingegossen oder eingepresst sein. Das Kühlrohr kann zusammen mit einem Kühlelement in den Kühlkörper eingepresst werden. Alternativ können Kühlrohr und Kühlelement in einer Gussform zusam- men gehalten werden und das Material des Kühlkörpers kann dann eingegossen werden. Anschließend kann die Kühleinheit gefräst werden, so dass die Oberfläche der Kühleinheit den Anforderungen, insbesondere an einen guten Wärmeübergang von den zu kühlenden Bauteilen, genügt, also in der Regel plan gefräst werden. Insbesondere ist diese Vorgehensweise möglich, wenn für den Kühlkörper Aluminium mit einer Schmelztemperatur von ca. 660° C für die Kühlelemente Kupfer mit einer Schmelztemperatur von etwa 1083° C und für die Kühlrohre Titan mit einer Schmelztemperatur von 1660° C gewählt wird.

Das erste Material kann einen niedrigeren Schmelzpunkt als das zweite Material aufweisen. Somit ist es möglich, das zweite Material in das erste Material einzugießen. Dadurch kann eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit am Übergang vom ersten zum zweiten Material erzeugt werden. Eine solch gute Wärmeleitfähigkeit ist in der Regel nicht zu erzielen, wenn die Kühlelemente eingelötet oder eingeklebt werden. Durch das zusätzliche Material, welches für das Löten oder Kleben benötigt wird, entstehen zusätzliche Wärmeübergänge, die einen negativen Ein- fluss auf die Wärmeleitfähigkeit haben.

Das zumindest eine Kühlelement kann vollständig vom ersten Material umgeben sein. Dadurch ergibt sich eine gute Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere können sie so umschlossen sein, dass sie von außen nicht sichtbar sind.

Die Kühleinheit kann als Kühlplatte ausgebildet sein. Somit ergibt sich zum einen eine große Oberfläche, über die Wärme abgeführt werden kann. Zum anderen ergibt sich eine große Oberfläche, an der elektronische Bauteile, deren Wärme abgeleitet werden muss, angeordnet werden können.

Die spezifische Wärmekapazität des zweiten Materials kann kleiner sein, als die Wärmekapazität des ersten Materials. Die Wärmekapazität bemisst die Fähigkeit eines Stoffes, thermische Energie zu speichern. Sie wird üblicherweise in der Einheit J/(kg x K) angegeben. Sie liegt bei Kupfer über 300 J/(kg x K) und bei Aluminium bei über 800 J/(kg x K).

Eine Oberseite zumindest eines Kühlelements kann gegenüber der Oberseite des Kühlkörpers erhaben oder vertieft sein und/oder eine Unterseite zumindest eines Kühlelements kann gegenüber der Unterseite des Kühlkörpers erhaben oder vertieft sein. Je nach Bedarf können somit Stufen in die Oberseite oder Unterseite der Kühleinheit eingebracht werden. Die Stufen können durch die Kühlelemente ausgebildet werden. Beispielsweise ist es so möglich, ein zu kühlendes Bauteil direkt auf einem Kühlelement zu montieren.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Oberseite zumindest eines Kühlelements in derselben Ebene angeordnet ist wie die Oberseite des Kühlkörpers und/oder dass die Unterseite zumindest eines Kühlelements in derselben Ebene angeordnet ist wie die Unterseite des Kühlkörpers. Somit ergibt sich eine plane Oberfläche der Kühleinheit. Zu kühlende Bauteile können großflächig die Kühleinheit kontaktieren. Auch ist es dadurch besonders einfach möglich, zu kühlende Bauteile über einem Kühlelement anzuordnen, die Befestigung des Bauteils jedoch neben dem Kühlelement am Kühlkörper zu realisieren.

Eine Oberfläche zumindest eines Kühlelements kann in direktem Kontakt zu einer Oberfläche des Kühlrohrs stehen. Somit kann besonders gut Wärme von dem Kühlelement an das Kühlrohr und somit das Kühlmittel abgegeben werden. Dabei kann das Kühlelement das Kühlrohr vollständig oder zumindest abschnittsweise umfangsmäßig umgeben. Wenn das Kühlrohr in das Kühlelement eingebettet ist, kann besonders gut Wärme in das Kühlmittel abgegeben werden, da ein größtmöglicher Kontakt von Kühlrohr zu Kühlelement besteht. Das Kühlelement kann beispielsweise als sogenanntes Wärmespreizelement ausgebildet sein, um dadurch die Fläche zu vergrößern, auf der zu kühlende Bauelemente angeordnet werden können.

Das Kühlelement kann auch neben einem Kühlmittelrohr angeordnet sein, wobei es das Kühlrohr entweder berühren kann oder auch Material des Kühlkörpers zwischen dem Kühlrohr und dem Kühlelement vorhanden sein kann.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Kontur zumindest eines Kühlelements zumindest abschnittsweise an die Kontur des Kühlmittelrohrs angepasst ist. Auch durch diese Maßnahme kann die Kontaktfläche zwischen Kühlelement und Kühlmittelrohr vergrößert werden, um einen großen Wärmeübergang sicherzustellen. Das Kühlmittelrohr kann zumindest abschnittsweise in ein Kühlelement eingebettet sein. Insbesondere kann das Kühlmittelrohr vollständig in ein Kühlelement eingebettet sein.

Das Kühlmittelrohr kann in den Kühlkörper eingepresst sein. Dabei kann das Kühlmittelrohr zusammen mit einem Kühlelement in den Kühlkörper eingepresst sein. Durch das Verpressen von Material können Lufteinschlüsse zwischen Kühlmittelrohr und Kühlkörper und/oder Kühlelement vermieden werden. Insbesondere können ein Kühlelement und/oder ein Kühlmittelrohr plastisch verformt werden, um Freiräume und Lufteinschlüsse in der Kühleinheit zu eliminieren.

Zumindest ein Kühlelement kann durch das Kühlmittelrohr am Kühlkörper gehalten sein. Dadurch sind keine weiteren Befestigungsmittel zum Befestigen des Kühlelements notwendig . Auch kann das Kühlelement zusammen mit dem Kühlmittelrohr am Kühlkörper montiert und daran befestigt werden.

Zumindest ein Kühlelement kann von dem Kühlmittelrohr durch zweites Material beabstandet angeordnet sein. Somit kann ein direkter Kontakt von Kühlelement und Kühl m ittel kanal bzw. Kühlmittelrohr vermieden werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Material des Kühlelements mit dem Material des Kühlmittelrohrs chemisch reagiert.

Zumindest ein Kühlelement kann keinen Kühlmittelkanal aufweisen. Dadurch kann der Herstellungsaufwand für ein Kühlelement reduziert werden.

Die Herstellung der Kühleinheit kann vereinfacht werden, wenn der Kühlkörper zwei miteinander verbundene Kühlkörperhälften aufweist. Zwischen die Kühlkörperhälften können zumindest ein Kühlelement und/oder zumindest ein Kühlmittelrohr eingebracht werden, ehe die Kühlkörperhälften miteinander verbunden werden.

Zumindest ein Kühlelement kann mittels Schrauben, Löten, Kleben, Schweißen, Klemmen oder Nieten mit dem Kühlkörper verbunden sein. Dadurch kann das Kühlelement sicher am Kühlkörper gehalten werden . Zumindest eine Wärmequelle, insbesondere ein elektronisches Bauteil, kann an der Kühleinheit angeordnet sein. Dabei kann das elektronische Bauteil mittels Schrauben, Löten, Kleben, Schweißen, Klemmen oder Nieten mit der Kühleinheit verbunden sein.

Die Kühlmittelrohranschlüsse können wasserdicht gefügt, insbesondere gelötet, geschweißt, flach dichtend oder mit O-Ringen dichtend ausgebildet sein.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft auch einen Stromwandler mit einer oben beschriebenen Kühleinheit, insbesondere zum Laden und/oder Entladen von elektrochemischen Speichern, wie z. B Batterien oder Akkumulatoren, insbesondere Flow-Batterien. Der Stromwandler kann ein zu kühlendes elektrisches oder elektronisches Bauteil aufweisen, das auf dem Kühlkörper montiert ist, wobei dies Bauteil zumindest teilweise thermisch direkt mit einem Kühlelement gekoppelt ist, sodass das Bauteil Wärme an das Kühlelement abgeben kann. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der DE 10 2015 210 920 AI offenbart.

Flow-Batterien, insbesondere Redox-Flow-Batterien, besonders bevorzugt Vana- dium-Redox-Flow-Batterien, können das Elektrolyt, in dem die Energie gespeichert wird, und das von einem Tank zu den Batteriezellen gepumpt wird, als Kühlmittel verwenden. Dieser Elektrolyt besteht häufig aus einer sauren Lösung, die alle Materialien, mit denen es in Berührung kommt, chemisch zersetzen kann. Dies gilt insbesondere für Metalle aller Art. Diese sind besonders korrosions- gefährdet. Ganz besonders gefährdet sind Anschlüsse von unterschiedlichen Metallen. Eine Korrosionsgefährdung liegt auch bei gleichen Metallen vor, wenn die Verbindung zwischen diesen mit einem weiteren Metall erfolgt, wie z.B. Löten mit Zinn, Zink, Blei von Kupferrohren oder Kupferkühlelementen.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft deswegen auch die Verwendung eines Elektrolyts eines solchen elektrochemischen Speichers, insbesondere einer Flow- Batterie, als Kühlmedium in einem oben beschriebenen Kühlelement bzw. Stromwandler. Das Kühlmittelrohr kann insbesondere auch dann aus Titan bestehen oder eine Innenbeschichtung aus Titan aufweisen. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.

In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen :

Fig . 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer

Kühleinheit;

Fig . 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer

Kühleinheit;

Fig . 3 schematisiert ein Redox-Flow-Batteriesystem.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Kühleinheit 1. Die Kühleinheit um- fasst einen Kühlkörper 2 aus einem ersten Material, beispielsweise aus Aluminium oder Aluminiumoxyd. Weiterhin weist die Kühleinheit 1 mehrere Kühlelemente 3a, 3b, 3c, 3d auf. Die Kühlelemente 3a bis 3d sind aus einem zweiten Material ausgebildet, welches eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, als das erste Material, aus dem der Kühlkörper 2 ausgebildet ist. Die Kühlelemente 3a bis 3d können beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet sein.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Oberseite sämtlicher Kühlelemente 3a bis 3d plan mit der Oberseite des Kühlkörpers 2. Die Kühleinheit 1 stellt eine Kühlplatte dar. Die Kühleinheit 1 weist Kühlmittelkanäle auf, die als Kühlmittel- röhre 4a, 4b, 4c, 4d ausgebildet sind. Die Kühlmittelrohre 4a, 4b, 4d weisen keinen direkten Wärmeleitkontakt zu den Kühlelementen 3a bis 3d auf. Das Kühlmittelrohr 4c dagegen ist in direktem Wärmeleitkontakt mit dem Kühlelement 3d . Die Kühl mittel röhre 4a, 4b, 4d sind in das erste Material des Kühlkörpers 2 eingebettet, stehen jedoch in thermischem Kontakt zu den Kühlelementen 3a, 3b, 3c, 3d . Die Kühlelemente 3b, 3c, 3d weisen dieselbe Dicke auf, wie der Kühlkörper 2. Das Kühlelement 3a ist plattenförmig ausgebildet und weist eine geringere Dicke auf, als der Kühlkörper 2. Die Kühlmittelrohre 4a, 4b, 4c, 4d können aus dem ersten oder zweiten Material ausgebildet sein, sind jedoch vorzugsweise aus einem dritten, insbesondere korrosionsbeständigem Material ausgebildet. Die Kühlmittelrohre 4a, 4b, 4c, 4d können Abschnitte eines Kühlmittelrohrs sein, das beispielsweise mäanderförmig in der Kühleinheit verläuft, wobei die Verbindungsstücke der Kühlmittelrohrabschnitte in der Fig . 1 nicht zu sehen sind . Auf der Kühleinheit 1 können zu kühlende elektrische oder elektronische Bauteile 33 angeordnet sein.

Die Figur 2 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung einer Kühleinheit 10. Auch die Kühleinheit 10 weist einen Kühlkörper 20 aus einem ersten Material, ein Kühlelement 30 aus einem zweiten Material und ein Kühlmittelrohr 40, vorzugsweise aus einem dritten Material, auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittelrohr 40 in das Kühlelement 30 eingebettet. Das Kühlelement 30 wiederum ist in den Kühlkörper 20 eingebettet, so dass eine plane Oberfläche entsteht. Das Kühlmittelrohr 40 hat keinen direkten Kontakt zum Kühlkörper 20. Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittelrohr 40 aus einem korrosionsbeständigen Material ausgebildet, so dass vermieden wird, das Kühlmittel in direkten Kontakt zu den Kühlelementen 30 oder zum Kühlkörper 20 kommt. Auf der Kühleinheit 10 können zu kühlende elektrische oder elektronische Bauteile 33 angeordnet sein.

In einer nicht gezeigten Abwandlung der Ausführungsform der Figur 2 ist das Kühlelement 30 neben dem Kühlmittelrohr 40 im Kühlkörper 20 angeordnet. Das Kühlelement 30 wird im Kühlkörper 20 über das Kühlmittelrohr 40, welches ein- gepresst ist, gehalten. Hierbei kann die Kontur des Kühlelements 30 an die Kontur des Kühlmittelrohrs 40 angepasst sein. In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform einer Kühleinheit 10 weist der Kühlkörper 20 aus einem ersten Material mehrere Ausnehmungen auf. Mehrere Kühlmittelrohre 40 oder ein Kühlmittelrohr 40, das U-förmig gebogen ist und bei dem zwei Kühlmittelrohrabschnitte parallel beabstandet verlaufen, sind dazu bestimmt, in die Ausnehmungen eingesetzt, insbesondere eingepresst, zu werden. Die Kühlmittelrohre 40 bzw. Kühlmittelrohrabschnitte werden gemeinsam mit einem Kühlelement 30, das aus einem zweiten Material ausgebildet ist, eingesetzt, insbesondere eingepresst, wobei das Kühlelement 30 gegenüberliegende Ausnehmungen, bevorzugt U-förmige bzw. nutartige Ausnehmungen - aufweist, die an die Kontur der Kühlmittelrohre 40 angepasst sind. Das Kühlelement 30 wird gemeinsam mit den Kühlmittelrohren 40 bzw. Kühlmittelrohrabschnitten eingesetzt, insbesondere eingepresst, wobei das Kühlelement 30 in der Ausnehmung 20 zwischen den Kühlmittelrohren 40 bzw. Kühlmittelrohrabschnitten zu liegen kommt. Das Kühlelement 30 wird über die Kühlmittelkanäle 40 im bzw. am Kühlkörper 20 gehalten.

Figur 3 zeigt ein Redox-Flow-Batteriesystem 301 mit hier einem bidirektionalen Wechselrichter 302. Der bidirektionale Wechselrichter 302 umfasst einen AC/DC- Wandler 303, der mit einem Netzanschluss 304 des Wechselrichters 302 verbunden ist. An den AC/DC-Wandler 303 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel drei DC/DC-Wandler 305 bis 307 angeschlossen, die jeweils an einen Bat- terieanschluss 308 bis 310 des Wechselrichters 302 angeschlossen sind. An die Batterieanschlüsse 308 bis 310 ist jeweils eine Batterie 311 bis 313 angeschlossen . Die Batterien 311 bis 313 können tatsächlich als Stacks bestehend aus mehreren Flow-Batterie-Zellen ausgebildet sein. An den Batterieanschlüssen 308 bis 310 sind jeweils erste Messeinrichtung 314 bis 316 angeordnet, mit denen die Spannung an den Batterieanschlüssen 308 bis 310 überwacht bzw. er- fasst werden kann. Dadurch wird gleichzeitig die Spannung an den Batterien 311 bis 313 überwacht. Damit kann dann auch der Ladezustand ermittelt werden. Die ersten Messeinrichtungen 314 bis 316 sind mit einer Steuerung 317 signaltechnisch verbunden. Die Steuerung 317 ist weiterhin signaltechnisch mit dem

AC/DC-Wandler 303 und den DC/DC-Wandlern 305 bis 307 verbunden. Die Steuerung 317 wird durch eine Hilfsstromversorgung 318 mit Leistung versorgt. Die Stromversorgung 318 ist im Ausführungsbeispiel mit dem Netzanschluss 304 verbunden.

Ein oder mehrere bidirektionale Wechselrichter 302, ein oder mehrere AC/DC- Wandler 303 und/oder ein oder mehrere DC/DC-Wandlern 305 bis 307 können alle allein für sich oder in Kombination jeweils ein Stromwandler sein.

Weiterhin weist jeder Batterieanschluss 308, 309, 310 eine zweite Messeinrichtung 330 auf, die zur Strommessung am Batterieanschluss 308, 309, 310 dient. In der Fig . 3 ist nur exemplarisch eine zweite Messeinrichtung 330 für den Batterieanschluss 308 eingezeichnet. Die Batterieanschlüsse 309, 310 weißen jedoch ebenfalls entsprechende zweite Messeinrichtungen auf.

Das Redox-Flow-Batteriesystem 301 umfasst Elektrolyt-Tanks 320, 321. Pumpen 322, 323 können Elektrolyt aus den Elektrolyt-Tanks 320, 321 zu den Batterien 311 bis 313 pumpen. Hierfür ist ein entsprechendes Leitungssystem vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist - um die Übersichtlichkeit zu wahren - nur das Leitungssystem gezeigt, mit dem die Batterie 311 versorgt wird . Weiterhin ist eine Messzelle 324 gezeigt, die zur Ladezustandsüberwachung dienen kann.

Das Redox-Flow-Batteriesystem 301 weist weiterhin eine übergeordnete Steuerung 325 auf, mit der nicht nur der Wechselrichter 302, sondern auch beispielsweise die Pumpen 322, 323 gesteuert werden können. Die übergeordnete Steuerung 325 könnte auch im Wechselrichter 303 angeordnet sein. Insbesondere könnte sie in der Steuerung 317 angeordnet sein. Alternativ wäre es denkbar, die Steuerung 317 in die übergeordnete Steuerung 325 zu integrieren.

Das Elektrolyt wird hier auch durch die Kühleinheit 332 geführt. Auf der Kühleinheit können zu kühlende elektrische oder elektronische Bauteile 333 angeordnet sein. Sie kann im Stromwandler also hier im bidirektionalen Wechselrichter 302 angeordnet sein. Genauer kann sie in einem oder mehreren der DC/DC-Wandler 305 bis 307 und/oder im AC/DC-Wandler 303 angeordnet sein. So kann das Elektrolyt zum Kühlen verwendet werden. So kann das Elektrolyt zugleich auf eine Temperatur vorgewärmt werden, die zur Umwandlung der chemischen Energie in elektrische Energie besonders gut geeignet ist. So kann der Wirkungsgrad verbessert werden. Ein Bypass 334 mit einer temperaturge- steuerten Strömungsregelungsanordnung 335 kann dafür sorgen, dass bei unterschiedlichen Temperaturen des Elektrolyts und bei unterschiedlichen Wärmeentwicklungen in dem Stromwandler das Elektrolyt stets in einem Bereich gehalten wird, in dem eine energieeffiziente Umwandlung erfolgen kann.