Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Energiespesehervonichtung sowie eine Verwendung einer Kühlvorrichiung zur Kühlung eines Stapels aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten.

Für eine Änbindung von Zellen, insbesondere U-jon-Zellen, an eine VVärrnesenkehesteht die Möglichkeit einer Änbindung von Kühlblechen in verschiedenen Ausführungen an einer Kühlplatte.

Die Druckschrift 102007066944.4 beschreibt u.a. eine Kühluna von Batterieflachzellen, die als thermischen Pfad Kühlbleche vorweist. Es wird erwähnt, dass die Bleche mit der Kühlplatte in thermischem Kontakt stehen; dieser Kontakt sollte durch Vergießen hergestellt, werden.

Die Patentschrift DE 102 23 782 B4 beschreibt eine Kühleinrichtung von Rundzeiien, bestehend aus einer Grundplatte und seitlich in Längsriehtung an den Zeilen anliegenden Kühlelementen. Die Zellen sind kraftschlüssig mit der Kühieinrichtung verbunden, die anliegenden Kühleiemente verfügen über Dehnfugen, um die Problematik der Spaitbildung und des Wärmeübergangs zu verbessern. Der Vortrag "The Impact of Simulation Analysis on the Development of Battery Cooling Systems for Hybrid_Vehicles" (von Peter Pichler, Produci Manager Battery Systems, MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG &. Co. KG) auf der Advanced Autemotive Battery Conference ( ÄABC) 2008 beschreibt einen modularen Batterieaufbau, bei dem die Wärmesenke jedoch schon in den Modulen integriert ist. Bei der Batteriekompleliierung wird nu noch die Verbindung der einzelnen KDhikanäle hergestellt.

Die Patentschrift US 2008/0090137 beschreibt einen modularen- Aufbau einer Batterie, bei der das Modul aus Zellen und Kühlbtechen besteht. Die fertige Batterie wird mit Luft gekühlt.

Die Kühlkanäle bzw. die Verdampferplatte erlaube in den meisten Fällen nur eine einseitige Änbindung der Zellen, was die Wärmeverteilung in der Zelle verschlechtert. Bauraumbedingf ist die Kontaktfläche zur Wärmeübertragung zur Wärmesenke begrenzt, wodurch die Wärmeabfuhr besonders bei großer Wärmeentwicklung erschwert wird. Die dabei verwendeten kraftschlüssigen Verbindungen zur Wärmesenke sind aufwendig und teilweise kompliziert und dabei schlechter als sioffschiüssige Verbindungen. Die Zugänglrohkeit für die Montage verhindert oft eine zusätzliche mechanische Unterstützung, insbesondere von Coffeebag- Zellen, z.B. durch einen Rahmen oder formschlüssiges Umspritzen, Für stoffschlüssige Verbindungen werden hauptsächlich Verfahren wie Löten oder Schweißen eingesetzt, die aber die Zellen schädigen.

Des weiteren rouss die Wärmesenke bzw. Verdampferplatte für jedes Designkonzept eines Moduls oder einer gesamten Batterie neu ausgelegt werden und erhöht so den Entwicklungsaufwand und die Vanantenvielfalt.

Außerdem wird die Verschattung einzelner Kühlmodule mit eigener Wäfmesenke aufwendig und erhöht die Gefahr vo Undichtigkeiten. Eine Gesamtkühiplatte für mehrere Module zusammen kann leicht Bauraumdimensionen erreichen, die die Herstellung derselben kompliziert machen. Der teilweise massive Aufbau von VVärmesenke und den zusätzlichen Verbindungseie enten wirkt sich zudem auf das Gesamtgewicht der Batterie negativ aus.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Kühlung von elektrochemischen Energiespeichereinheiten sowie eine neue Verwendung einer Kühlvorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie eine Verwendung einer Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Verwendung von modifizierten Serienteilen und Verfahren auf der Basis von Flachrohr- kühiniitteikühlem bzw. -Verdampfern eine Reduzierung von Entwicklungsaufwand und Hersiellkosten ermöglichen kann. Kern der Erfindung ist neben einer verbesserten odulaiität auch eine Erhöhung der Wärmeabfuhr, eine Verbesserung der Wärmeverteilung in. der Zeile durch eine Anfeindung von Wärmesenken an mehreren Seiten der Zellen sowie eine verbesserte Montagernöglichkeit der Verbindung von Kühlblech und VVärmesenke, Zudem kann durch angepass- te Kühlbleebe und eine Anfeindung der Flachrohre in nicht genutzten Zwischenräumen der Zeilen die Packungsdichte optimiert werden. Daneben sind eine Reduzierung des Gewichts sowie eine Erhöhung de mechanischen Stabilität bei gleichzeitiger Vereinfachung der Montage möglich.

Vorteilbaiteweise können durch die Verwendung modifizierter Serienteile der Entwicklungsaufwand und die Hersfeiikösten verringert werden. Die Verwendung eines Flachrohrkühlers bzw. -Verdampfers erlaubt einen sehr variablen, modularen Aufbau. Durch die optimale Ausnutzung von Leerräumen kann eine hohe Packungsdichte: erzielt werden. Da entsprechend dem Kühlungsbedarf und der Ableiterpösiiion eine variable Anordnung von Wärmesenken realisierbar ist, kann außerdem eine erhöhte Wärmeabfuhr und eine bessere Wärmeverteilung In der Zelle ermöglicht werden. Neben der Gewichtsreduzierung ^' ist auch eine Unterstützung der mechanischen Stabilität bei gleichzeitiger Vereinfachung de Montage und Verbesserung der Anbindungsquaiität gegeben.

Gernäß einer weiteren Ausführungsform ist der erfinderische Ansatz insbesondere für prismatische Hardcase- und Coffebag-Zeilen verwendbar. Es findet eine Erhöhung der Wärmeabfuhf durch direkte Anbind ung der Zelle an die Wärmesenke statt. Zudem kann durch eine variable Anzahl der Flachrohre eine Anpassung der Kühlleistung erfolgen. Vorteilhafterweise erlaubt der erfinderische Ansatz einen Töleranzausglese und Flexibilität Im Zellverbund. Weiterhin kann aufgrund der geringen Übergangswiderstände eine Kühlung von Batterie ^» zeiien mit vergleichsweise hohen Vprlauftemperaturen ermöglicht werden.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Ansatz ergeben sich somit die Weitere Vorteile einer stoffschlüssigen, prozesssicheren Fügung der Flachrohre mit einem Sammelkasten, einer verbesserten Wärmeabfuhr in der Zelle durch direkte An- b ^' mdung an die Wärmesenke und eine bedarfsgerechte Kühlleistung durch die variable Anzahl von Flachrohren..

G mäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der hierin beschriebene Ansatz insbesondere für Coffehag-Zeiien verwendbar. Durch direkte An- bindung ^' der Zelle bzw. der Zellableiter an die Wärmesenke ist eine Erhöhung bzw. Verbesserung der Wärmeabfuhr in der Zelle realisierbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ergeben sich die Vorteile einer verbesserten Montage, einer größeren Kontaktfläche sowie eines Einras- tens des Energsespeichermoduls in eine Strukturkomponente oder ähnliches.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Energiespeichervorrichtung mit folgenden Merkmalen: Einer Mehrzahl von Kühlkanälen, die voneinander beabstandet im Wesentlichen parallel in eine Ebene angeoidnet und ausgebildet sind, um von einem Kühlfluid durchströmt zu. v/erden; mindestens einem Sammeikasten, der in der Ebene mit und im Wesentlichen senkrecht zu der Mehrzahl von Kühl- kanälen angeordnet und mit denselben verbunden ist, um das Kühlfluid aus denselben aufzunehmen oder an dieselben abzugeben: und einem Stapel aus e ner Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten, die so angeordnet sind, dass zwischen zwei benachbarten Kühikanälen der Mehrzahl von Kühlkanälen jeweils mindestens eine Energiespeichereinheii aus der Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten angeordnet ist.

Die Energiespeichervorrichtung setzt sich aus einer elektrochemischen: Energiespeichereinheit und mindestens einer Kühlvorrichtung zusammen. Sie kann in einem Fahrzeug mit Hybrid- oder Elektroantrieb eingesetzt werden. Die elektrochemische Energiespeichereinheit kann eine Batterie oder ein Akkumulator sein und beispielsweise L thlum-Ionen-Zeiien umfassen. Bei der Kühlvorrichtung kann es sich um eine Wärmesenke für die elektrochemische Energiespeichereinheii handeln. Die Kühlkanäle können nebeneinander angeordnet und an ihren jeweiligen Enden mit Sammeikästen verbunden sein. Die Sammeikästen können ein Kühlfluid aus einem Kühikreislauf aufnehmen und wieder an diesen abgeben. Jede elektrochemische Energiespeichereinheii kann zwei gegenüberliegende größere Haüptfläehen und vier kleinere Seitenflächen aufweisen. Die Seitenflächen können Randbereiche ausbilden. Der Stapel kann so ausgebildetn sein, dass die Hauptflächen benachbarter elektrochemischer Energiespeichereinheiten aufeinander liegen oder einander zugewandt sind. Gemäß unterschiedlichen Ausfüh.rungsformen können die Kühikanäie die elektrochemischen Eherg ^' iespeichereiriheiten in unterschiedlichen Bereichen derselben kontaktleren. Die Kühlkanäle können d u rch Kü h 1 ro h re g eb i Idet we rd e .

Gemäß einer Ausführungsform der Energiespeichervorrichtung kann die Mehrzahl von Kühlkanälen als Flachrohre ausgebildet sein. Flachrohre -weisen den Vorteil auf, dass sie besser in Aussparungen zwischen benachbarten elektrochemischen Energiespeichereinheiten eingepasst werden können.

.Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Energiespeichervorrichtung kann jede der Mehrzahl von -elektrochemischen Energiespeichereinheiten in mindestens einem verjüngten Randbereich einen Fortsatz aufweisen. Diese können so ausgebildet sein, dass zwischen den Fortsätzen der Mehrzahl von elektrochemischen ^' Energiespeichereinheiten jeweils Aussparungen gebildet sind. Die Kühlkanäie können in den Aussparungen angeordnet sein. Beispielsweise können die elektrochemischen Energiespeichereinheiten jeweils eine Ummantelung aufweisen, und die Fortsätze können durch Siegelungen der Ummantelungen gebildet sein. Solche Siegelungen werden beispielsweise bei Coffeebag-Zellen zur Schließung der .Zellumrnantelung verwendet. In diesem Fall können die Kühlkanäle zwischen den Siegelungen angeordnet sein. Auch kann die Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten jeweils mindestens einen Stromableiter aufweisen, der den Fortsatz ausbilden kann, in diesem Fall können die Kühlkanäie zwischen den Stromableitern angeordnet sein.

Ferner können zwischen den Fortsätzen und den Kühlkanäien Isolatoren angeordnet sein. Die Isolatoren können als Materialstück oder als Lack ausgebildet sein. Die Isolatoren können einen ungewollten Stromfluss zwischen den Abieitern und der Kühlvorrichtung verhindern.

Gemäß einer Ausführungsförm können zwischen benachbarten elektrochemischen Energiespeichereinheiten Köhlbleche angeordnet sein. Dabei können die Kühibleche thermisch mit den Kühlkanäle gekoppelt sein. Dabei können sich Kühlbleohe und Kühlkanäle berühren, so dass die Kühlkanäie über die Kühibleche die Wärme aus den elektrochemischen Energiespeichereinheiten ableiten können. Es kann ein Kraft- oder Stoffschluss zwischen Kühlblech und Energiespeichereinheit sowie zwischen Kühlblech und Rohr bestehen.

Ferner können die Kühlbleche auf einer Höhe des verjüngteil Randbereichs eine Biegung in Richtung des Fortsatzes einer benachbarten elektrochemischen Energiespeichereinheit aufweisen. So ist genügend Raum für ein Einpassen der Rohre zwischen die Randbereiche der elektrochemischen Energiespeichereinheiten gegeben. Gernäß einer weiteren Ausführungsform können die zwischen benachbarten elektrochemischen Energiespeichereinheiten angeordneten Kühlbleche gefaltet sein und auf einer Höhe des verjüngten Randbereichs eine Biegung in Richtung der Fortsätze benachbarter elektrochemischer Energiespeichereinheiten aufweisen. Dabei kann ein Querschnitt der Kühlkanäle eine Keilform aufweisen., die einer durch den verjüngten Randbereich von zwei benachbarten elektrochemischen Energiespeichereinheiten gebildeten Aussparung entspricht.

Weiterhin kann jeder der Mehrzahl von Kühlkanälen einen Kühlfortsatz aufweisen. Die Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten kann so angeordnet sein, dass zwischen zwei benachbarten Kuhlfortsätzen der Mehrzahl von Kühikanäien jeweils mindestens eine elektrochemische Energiespeichereinheit aus der Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten angeordnet ist. Somit können die Kühlfortsätze zwischen den elektrochemischen Energiespeichereinheiten angeordnet sein und sich die Kühlkanäie außerhalb der elektrochemischen Energiespeichereinheiten befinden. Dazu können di Kühlkanäie in oder auf einer Kühlplatfe angeordnet sein.

Gernäß. einer weiteren Ausführungsform kann jeweils ein Mittelbereich der mindestens einen elektrochemischen Energiespeichereinheit aus der Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheiten zwischen zwei benachbarten Kühlkanälen der Mehrzahl von Kühikanäien angeordnet sein. Vörfeilhafterweise kann so eine einzige Kühlvorrichtung zur Kühlung des Stapels aus elektrochemischen Energiespeichereinheiten ausreichend sein,

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Verwendung einer Kühlvorrichtung mit einer Mehrzahl von Kühlkanälen, die voneinander beabstandet im Wesentlichen parallel in einer Ebene angeordnet und ausgebildet sind, um: von einem Kühifluid durchströmt zu werden, und mindestens einem Sammelkasten, der in der Ebene mit und im Wesentlichen senkrecht zu der Mehrzahl von Kühlkanälen angeordnet und mit denselben verbunden ist, um das Kühifluid aus denselben aufzunehmen oder an dieselben abzugeben, zur Kühlung eines Stapels aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinheite . Der erfind ungsgemä&e Ansatz schafft somit eine neuartige Verwendung einer aus modifizierten Serienteälen bestehenden Kühlvorrichtung.

Vorteilhafte. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen;

Fig. 1 eine Ansicht einer Kühlvorrichtung gernäß einem. Ausföhrungs eispiet der Erfindung;

Fig. 2 eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;

Fig. 3 eine Ansieht, eines Energiespeichers gernäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 ein Ansicht eines erfindungsgemäßen Energiespeiehers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 eine Ansicht einer Energiespeißhervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung:

Fig. 6 eine Ansicht einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 eine. Ansicht einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 eine Deirstellung für eine Montage der erfindungsgemäßen Energie- speichervorrichtung aus Fig. 7; eine Ansicht einer Energiespeichervorrichfung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 10 eine Ansieht einer Energiespeiebervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung;

Fig. 11. eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrich- tung aus Fig. 10;

12 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Energiespeicheivorrichtung gemäß einem weiteren- Ausführungsbeispiei der Erfindung;

Fig. 13 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen hnergiespeichervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung;

Fig. 14 eine Ansicht eines- Energiespeichers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei. der Erfindung;

Fig. 15 eine Ansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung;

Fig. 16 eine Defailansicht der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung aus Fig, 15;

Fig. 17 eine Darstellung für eine Montage einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung.;

Fig. 18 eine Ansicht einer Energiespeichervorrichiung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung;

Fig. 19 eine Ansicht einer Energiespeicheivorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung; und

Fig. 20 eine Detailansieht eines Energiespeichers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung. ίπ der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Äusführungsbeispieie der vorliegenden Erfindung werden, für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei -eine- wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Ebenso wird de Übersichtlichkeit halber bei einem mehrmaligen Vorkommen eines identischen Elements in einer Figur jeweils nur eines der identischen Elemente mit dem entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Köhlvorrichtung,, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die für eine erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung eingesetzt werden kann. Gezeigt ist ein. Fläch rohrkühler bzw. --Verdampfer 100 ohne Wellrippen. Der Flach roh rkü hier bzw. -Verdampfer 100 wird im Folgenden auch als Kühlvorrichtung 100 bezeichnet. Diese umfasst einen ersten Sammelkasten 1 10, einen zweiten Sammeikasten 12.0 sowie eine Mehrzahl von Köhlkanälen 1.3:0, die zwischen dem ersten Sammelkasten 110 und dem zweiten Sammeikasten 120 angeordnet sind. Wie Fig. 1 zeigt,, sind die Kühlkanäle 130 in Form von geradlinigen Rohren ausgebildet, die parallel und beabstandet voneinander angeordnet sind. An ihren jeweiligen Enden: sind die Röhre mit den Sammeikasten 10, 120 so verbunden, dass die gesamte Kühlvorrichtung 100 vo einem Köhlfiuld durchströmt werden kann. Die Köhlkanäle 130 können z.B. als Flachrohre ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt, eine weitere Ansicht der in Fig, 1 gezeigten Kühlvorrichtung 100. Gezeigt sind der erste Wasserkanten 1 10, der zweite Wasserkasten 120 sowie ein Kühlkanal 130.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Energiespeicher 300 umfasst elektrochemische Energiespeichereinheiten oder Zeilen 310 mit Fortsätzen 320 sowie Kühlbleche 330. Die elektrochemischen Energ iespeichere nhei- ten 310 und die Kühlbleche 330 sind als Stapel angeordnet. Dabei sind die Kühibleche 330 jeweils zwischen zwei elektrochemischen Energiespeichereinheiten 310 angeordnet und kontaktieren diese. Die Köhlbleche 330 weisen Bis- gungen entlang einer Kontur eines Randbereichs der elektrochemischen Energiespeichereinheiten 310 auf. Die Fortsätze 320 können beispielsweise als Siegelungen oder Abieiter der elektrochemischen Eriergiespeiehereinheiten 310 ausgebildet sein und sind an Endabschnitten ^' der Energiespeichereinheiten 310 angeordnet, Zwischen den Endabschnitten der Kühlbleche 330 und den Fortsätzen 320 sind Zwischenräume oder Aussparungen 340 ausgebildet.

Der- Energiespeicher 300 kann auch mehr öder -weniger Energiespeichereinhei- ten 310 und Kühibleche 330 als in Fig.. 3 und wetteren Figuren abgebildet aufweisen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ansicht des erfindungsgemäßeo Energiespaieh.ers 300 gemäß einem Äusführungsbeispiei der Erfindung. Die Energiespeichereinheiten 3 0 weisen weitere Fortsätze 320 auf, die als Äbleiter ausgebildet sind.

Die Figuren 5 und 6 zeigen Ansichten erfindungsgemäßer Energiespeichervorrichtungen 500, 600 gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung. in Fig., 5 umfässt die Energiespeichervörtlchiung 500 den Energiespeicher 300 sowie drei Kühlvorrichtungen oder Kühler 00 in einer Anordnung um die Zellen des Energiespeichers 300, Gemäß diesem Äusführungsbeispiei ist je eine Kühlvorrichtung 100 seitlich und unten an dem Energiespeicher 300 angeordnet. Eine Oberseite des En.ergiespeich.ers 300, die die Abieiter 320 aufweist, bleibt frei. Die Kühlkanäle der Kühlvorrichtung 100 können innerhalb der Aussparunge zwischen den Fortsätzen der Zellen des Energiespeichers 310 angeordnet sein. Dazu können die Abmessungen der Kühlkanäle sowie die Abstände zwischen benachbarten Kühlkanäien an die Abmessungen der Aussparungen des Energiespeichers 300 angepassf sein. Ferner können die Längen der ühlkanäie sowie die Längen der Sammelkästen der Kühlvorrichtungen 100 an die Außenabmessungen des Energiespeichers 300 angepasst sein. Dagegen ist bei der in Fig. 6 gezeigten Energiespeichervör ^' richtung 600 je eine Kühlvorrichtung 100 oben und unten an dem Energiespeicher 300 angeordnet, während die Seiten des Energiespeiciiers 300, die die Äbleiter 320 aufweisen, frei bleiben.

Fig. ? zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung gemäß einem weiteren Äusführungsbeispiel der Erfindung. Die Energiespeichervorrichtung weist wiederum mit Fortsätzen 320 versehene elektrochemische Energiespeichereinheiten 310 sowie Kühlbleehe 330 auf. Die Energiespeichereinheiten 310 können mit einer mechanischen Unterstützung versehen sein. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Äusführungsbeispiel bilden die Fortsätze 320 Abieiter aus. Die Kühlkanäle 130 der Kühlvorrichtung 100 sind hier als Flach- röhre ausgebildet. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kontaktieren die Kühlkanäle 130 die Kühlbleehe 330 zur Wärmeableitung aus den elektrochemische Ener- giespeiehereinheiten 310. Zur Vermeidung eines Stromflusses zwischen den Kühlkanälen 130 und den Abieitern 320 sind die Abieiter 320 mit Isolatoren 710 versehen. Die Isolation kann beidseitig der Abieiter 320 angeordnet sein.

In Fig. 8 ist eine Darstellung, für eine Montage der erfindungsgemäßen Energie- spefohervofrichtung aus Fig. 7 gezeigt. An gegenüberliegenden Seiten des Energiespeichers 300 wird jeweils eine Kühlvorrichtung in Form eines Kühlers 100 mit Kühlkanälen 130 angeordnet. Dabei kann es sich jeweils um die in Flg. 1 gezeigte Kühlvorrichtung 1ÖQ handeln, in Fig. 8 weist die rechte Seite des Energiespeichers 300 die Isolatoren 710 auf, so dass in dem zusammengebauten Zustand der Energiespeichereorrichtu tg 700., wie er in Fig. 7 zu sehen ist, ein Siromf ^' luss zwischen den Abieitern 320 und den Kühikanälen 130 vermieden werden kann. Auf der linken: Seite sind keine Isolatoren erforderlich. Hier kann es sich bei den Fortsätzen beispielsweise um Siegelungen handeln. im Folgenden wird die Anbindung von Zellen 310 über Kühlbleehe 330 an die

Wärmesenke 100 mit Flachrohren130, wie sie im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1 bis 8 illustriert wurde, nochmals erläutert. Bereits serienmäßig hergestellte Flachrohrkühler bzw. -Verdampfer 10Ö werden ohne Wejlrippenprofil und mit gegebenenfalls modifizierten Sammelkästen 11-0, 120 hergestellt, in der Breite den Zeilen 310 und/oder den Kühlblechen 330 und in der Gesamtlänge der jeweils gewünschten Anzahl von Zellen 31 D angepässt Die Verwendung dieser modifizierten Serienteile verringert den Entwicklungsaufwand und die Hersteifkosten und erlaubt einen sehr variablen, modularen Aufbau..

Die Zellen 310 sind, z.B. durch Kleben, an die ühlhleche 330 angebunden. Die ühlbleche 330 sind an eine Oberfläche der Zellen 310 bzw. an eine Geometrie einer Umma.nteiu.ng der Zellen 310 angepässt. wie es beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist. Durch die Anpassung der Kühlbleche 330 an die Zellgeometne entstehen zwischen den aufgereihten Zellen 310 Zwischenräume oder Aussparungen 340, insbesondere bei Coffeebag-Zelien auf Höhe der Siegelung 320.

Die Kühlbleche 330 können z.B. durch Kleben an die Flachrohre- 130 angebunden werden. Die Flachrohre 130 verlaufen durch den nicht genutzten Zwischenraum 340 zwischen den Zellen, insbesondere bei Coffeebag-Zelien entlang den Siegeirändern 32.0. Dadurch kann der vorhandene Bauraum optimal ausgenutzt und die Packungsdichte erhöht werden.

Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, können je nach Bedarf an Kühlleistung ein oder mehrere Flachrohrkühler bzw. ^■ -Verdampfer 100 um die Zellen 310 herum angeordnet werden.. Die Kühler 100 können dabei so angeordnet werden, dass sie nicht in der Nähe der Ableitet 320 positioniert werden, z.B. unten und seitlich bei oben angebrachten Abieitern 320 oder oben und unten bei seitlich angebrachten Abieitern 320. Durch die entsprechende Isolation 710 ist auch eine Anordnung zwischen den Zellen 310 im Bereich der Abieiter 320 bzw. der Siegelung 320 der Zelle 310 unterhalb der Ableite? ^" 320 möglich. Das entsprechende- Ausföhrungsbeispiel ist In den Figuren 7 und 8 gezeigt.

Coffeebag-Zelien 310 können bereits im Vorfeld zusammen mit den angebundenen Kühlblechen 330 durch Rahmen, formschlüssiges Umspritzen oder Ver- gussmasseri mechanisch unterstützt werden. Ausgespart bleiben dabei die Steifen, die bei der späteren Montage mit den Fiaehrohren 130 zur Wärmeübertragung verbunden -werden. In einem derartigen Aufbau können bereits Verbindungselemente wie -beispielsweise Rasthacken, Clips, o.a. integriert sein, die ein einfaches Zusammenstecken der einzelnen Segmente ermöglichen. Des- weiteren können die Zellen dadurch gegeneinander isoliert werden. An einem so aufgebauten Stapel von Zeilen 310 können anschließend ein oder mehrere Flachrohrköhler bzw. -Verdampfer 100 in der beschriebenen Art und Weise angebracht werden. Durch den Abstand zwischen den Flachrohren 130 ist ein einfaches Einfahren bzw. Anbringen der Fiaebrohrkühler bzw. -Verdampfer 100 in den Stapel bzw. die Kühlbleche 330 möglich. Dies ist im Zusammenhang mit der Montagedarstellung aus Fig. 8 illustriert. Bereits im Vorfeld aufgebrachte Klebeschichten werden dadurch nicht beschädigt. Desweiteren bietet sich durch den Abstand zwischen den Flachrohre 130 z.B. die Möglichkeit, die Ausfüh rung einer KSebeanbindung zwischen Flachrohren 130 und Kühlblechen 330 unter optimalen Parametern bezüglich des Änpressdrucks zu realisieren. Die Verwendung von Rohren 130 an Steile von Kühlplatten verringert das Gewicht der gesamten Kühlung.

Alternativ können Kühiplatten statt Flachrohren 130 bei entsprechend geänderten Kühiblechen 330 angebracht werden.

Eine weitere Möglichkeit wäre, die Rachrohre 130 direkt an die Zelle 310 anzubinden, wenn eine Dicke des Zellgehäuses bzw. des Zellmantels eine entsprechend gute Wärmeiestung wie das Kühlblech 330 aufweist. Entsprechende Ausführungsbeispiele dieses Ansatzes sind in den Figuren 9 bis 13 illustriert.

Fig. 9 zeigt eine Darstellung einer Energiespeichervorrichtung, gemäß einem weiteren Äusführungsbeispiei der vorliegenden Erfindung mit einer Anordnung aus Fiaehrohren 130 und Zeilen 310. Hier Ist jeweils ein Flachrohr 130 zwischen zwei Zellen 310 in einem Mittelbereich der Zellen 310 angeordnet. Die Flachrohre 130 können dabei genau mittig oder versetzt zur Mitte angeordnet sein und eine geringe Dicke jedoch eine große Höhe aufweisen. Auf diese Wei- se ist die Koniaktfläche zwischen den Fiachrohren und den ZelSen 310 möglichst groß, die Breite des Stapels aus den Ze len 310 wird jedoch nur geringfügig vergrößert. Die Flachrohre 130 können Kühlkanäle der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Kühlvorrichtungen darstellen.

Flg. 10 zeigt eine Schniitdarstellung eines zu dem in Fig. 9 gezeigten alternativen Ausführungsbesspiels, bei dem jeweils zwei benachbarte Bafteriezelien 310 mit dem Mittelhereich zwischen zwei Flachrohren 130 angeordnet sind. Zwischen jeweils den Zellen 310 zugewandten Flächen der Flachrohre 130 und Ummantelungen der Zeilen 310 besteht eine Klehung oder ein Verguss 1010 zur Anblndung der Batteriezellen 310 an die Flachrohre 130 des Kühlers. Die Flachrohre 130 können jeweils eine Mehrzahl von Kühlkanälen aufweisen,

Fig. 11 zeigt eine weitere Ansicht der Energiespeichervorrichtung aus Fig. 10. Dabei ist eine paarweise Anordnung der Zellen 310 zwischen den Fiachrohren 130 und den mit den Fiachrohren 130 verbundenen Sammefkästen 110, 120 gezeigt.

Im Folgenden sei die im Zusammenhang mit den Figuren 9 bis beschriebene Mantelkühlung von Batieriezeflen 310 über Flachrohre 130 an Sammelkästen 110, 120 sowie eine Verwendung von Fertigungsverfahren aus der ühlmitlei- kühlerherstellung zur Herstellung von Batteriekühiefn 1ÖÖ ausführlich beschrieben,

Wiederum können bereits serienmäßig hergestellte Fiachföhrkühiet bzw. - Verdampfer ohne Welirippenprofil und mit gegebenenfalls modifizierten Sammelkästen eingesetzt und entsprechend angepassi werden Äuch können bestehende Fertigungsanlagen wie z.B. Durchlauföfen zusammen mit heute gängigen Teilen wie Kühlmittelkühiern zusammen genutzt werden.

Die Zellen 310 sind z.B. durch Kleben direkt an die Flachrohre 130 angebunden. Die Positionierung Ist mittig und nicht mit der gesamte Mantelfläche der Zeile 310 in Kontakt. Die Wärmeabfuhr der nicht konfaktierten Fläche erfolgt durch Wärmeieitung über den Zelimantel, Je nach Bedarf an Kühlleistung können ein oder mehrere Rachrohrkühler bzw, -Verdampfer um die Zellen 310 herum angeordnet werden; alternativ kann auch die Breite der Rohre 130 ange- passt werden ( sofern die Batteriezeile 310 selbst keine ausreichende innere Wärmeieitung bereitstellen kann. Die Fiachröhre 130 können mit Kühl- oder Kältemittel betrieben werden. Die Verwendung, von Rohren 130 an: Stelle von Köhlplatten verringert das Gewicht der gesamten Kühlung. Zur thermischen Kontaktierung kann bei Bedarf der Zellverbund ¹ aus Kühler und Zeilen 310 mit einer Umhausunq versehen werden und zu einer .stoffschlüssigen Einheit ver- gössen werden. Die Umhausung kann am Zellverbund verbleiben, z.B. in als Isolationsbox, oder nach Aushärten der Vergussmasse entfernt werden.

Alternativ kann der Zellverbund auch über eine Spannvorrlchtimg thermisch kontaktiert werden. Dabei besteht lediglich eine Berührung und kein Stoff- schluss zwischen Flach rohr 130 und Zelle 310. Die Spann Vorrichtung kann dabei beispielsweise als Bauchbinde oder als Spannbiech ausgebildet sein. Zur elektrischen Isolation gegenüber den gegebenenfalls auf Potential liegenden Batteriezeilen 310 kann der Kühler mit Schützbeschic.h ungen wie z.B. Lack versehen werden.

Alternativ können Kühlpiatfen mit Kühlblechen angebracht werden. Eine weiter Möglichkeit wäre, die Flachrohre 130 über Kühlbleche an die Zeile 310 anzubinden.

Fig. 12 zeigt eine Ansicht einer Energlespeichervorrichtung gemäß, einem weiteren Äusführungsbeispiei der Erfindung. Gezeigt ist eine Anordnung aus elektrochemischen Energiespeichereinheiten 310 mit Abieitern 320 und Flachrohren 130. Gemäß, dem in Fig. 12 gezeigten Äusführungsbeispiei kontaktieren die Flachrohre 130 die Abieiter 320 direkt, jeweils ein Fiachrohr 130 ist dabei in einer Aussparung zwischen zwei benachbarter Abieiter 320 angeordnet "und mit einem der beiden Äbieiler 320 verbunden und von dem jeweils anderen Abieiter 320 beabstandet Die Flach röhre 130 können ühikanäle der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Kühlvorrichtung darstellen. In Fig. 13 ist eine Montage der erfindungsgemäßen Anordnung aus Fig. 12 illustriert. Es ist zu erkennen, dass der Abstand zwischen den Fiachrohren 130 des Kühiers 100 so dimensioniert ist. dass im zusammengebauten Zustand der Anordnung jeweils ein Flachrohr 130 einen Abieiter 320 kontaktiert

Bei dem im Zusammenhang mit Figuren 12 und 13 _. geschilderten- Ausführuhgs- beispiel einer Ableiterkühiu.ng von Batteriezellen 310 über Flachrohre 130 an Sammelkästen können die Abieiter 320 der Zelten 310 z,B, durch Kleben direkt an die Flachrohre 130 angebunden sein. Dies Ist vor allem vorteilhaft bei Abieitern 320, die auf einer Seite der Zelle 310 positioniert sind. Die Wärmeabfuhr erfolgt direkt aus der Zeile 310 über di Abieiter 320 in die Wärmesenke 130, Für eine ausreichende Anbindungsfläche können die Abteiter 320 verlängert werden. Damit ist ebenfalls eine gute Montage von Zeliverbindern im elektrischen Pfad möglich. Die Flachrohre 130 können mit Kühl- oder Kältemittel betrieben werden. Die Verwendung von Rohren 130 an Stelle von Kühiplatten verringert das Gewicht der gesamten Kühlung, Zur elektrischen Isolation gegenüber den Ableltem. 320 und zur Trennung von thermischem und elektrischem Pfad kann der gesamte Kühler 100 einschließlich der Flach röhre 130 mit Schutzheschichtungen, z.B. Lack, versehen werden.

Alternativ können Kühlpiallen mit Kühlblechen angebracht: werden. Eine weitere Möglichkeit wäre, die Flachrohre 130 über Kühlbleche an die Zeile 310 anzubinden oder die Flachrohre 130 direkt am Zeilmantel anzubringen.:

Fig. 14 zeigt eine Anordnung aus zwei Zellen 310 zwischen denen ein gefaltetes Kühlblech 330 angeordnet ist. Das gefaltete Kühlblech 330 weist zwei Schenkel auf, die jeweils ^' an einer Hauptseite der Zeilen 310 anliegen. In einem Endabsehnitt folgen die Schenkel jeweils einer Kontur eines Randbereiehs der Zellen 310, so dass die Schenkel jeweils eine Biegung zu den Fortsätzen 320 der Zellen 310 aufweisen. Somit ist bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen den Endabschnitten der Schenkel des .gefalteten Kühlbiechs 330 eine trichterförmige Aussparung 340 gebildet. Fig. 15 zeigt eine- perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer für die Anordnung aus Fig. 14 geeigneten Kühlvorrichtung 100, Es ist ersichtlich, ciass die Kühlvorrichtung 100 parailelverlaufende, keilförmige Flachrohre 130 -aufweist.

Fig. 16 zeigt einen Querschnitt eines der Flachrohre 130 aus Fig. 15. Es ist zu erkennen, dass eine Außenkontur des Flachrohres 130 Im Wesentlichen einer Form der in Fig. 14 gezeigten f sichteiförmigen Aussparung des Endbereichs des Kühlblechs entspricht.

Fig. 17 zeigt eine Darstellung einer Montage der Flachrohre eines Flachrohr- kühiers 100 an Kühibteche eines Zellstapeis 300. Ein Pfeil 1710 deutet die Richtung an, in der der Kühler 100, z.B. durch Einkleben, mit dem Zeljstapej 300 verbunden wird.

Fig. 18 zeigt eine Schnltidarsteliüng einer Anordnung aus Flachrohren 130 und Kühlblechen 330, wie sie infolge einer im Zusammenhang mit Fig. 17 illustrierten Montage vorliegen kann. Die keilförmigen Flachrohre 130 liegen mit ihren Außenflächen an den Innenflächen der durch die gefalteten Kühibleche 330 gebildeten trichterförmigen Aussparungen an. Ein Kleber 1810 stellt eine An- bindung der Kühibleche 330 an die Flachrohre 130 bereit.

Fig. 19 zeigt eine Darstellung einer Energiespeidiervorrichtung gemäß einem alternativen erfind üngsgemäSen Ausführungsbeispiels, Gezeigt sind jeweils Paare von Zellen 310, zwischen den jeweils ein gefaltetes Kühlbiech 330 angeordnet ist. Zwischen benachbarten Paaren von Zellen 310 kann kein Kühlblech angeordnet sein. Die gefalteten Kühibleche können wie anhand von Fig, 14 beschrieben, ausgeformt sein. Gemäß diesem Ausführungsbesspielen können die Kühlkahäie 130 mit einer Platte 1910 verbunden sein. Somit ist in Fig. 19 eine Anordnung und Positionierung aus gefalteten Kühlblechen 330 und einer Platte 1910 mit Kanälen 130 gezeigt. Bei dem hier gezeigten Äusführungs- beispiel kann die Kühiplatte 1910 z,B, ein Extrasionsteil ^' mit Kühlfortsätzen sein, das die Rohre bzw, Kühlkanäle 130 aulweist.

In Fig. 19 sind zwei mögliche Ausführungen der Kühiplatte 1910 gezeigt Bei einer Ausführungsform sind die Kanäle 130 in den Fortsätzen der Kühiplatte 1910 angeordnet. In der .Darstellung in Fig. 19 ist die Kühiplatte 1910 in dieser Ausführung an den Kühlblechen angeordnet. Alternativ können die Kanäle 130 auch direkt in der Kühiplatte 1910, benachbart zu den Fortsätzen, angeordnet sein, wie unten ^' in der Darstellung gezeigt,

Fig. 20 zeigt eine Detailansicht eines Falthereichs des gefalteten Kühibfec _. hs 330 zwischen zwei Zeilen 310. Zwischen den Schenkeln ist eine Öffnung 2010 für eine Aufnahme beispielsweise von Stiften zur Halterung der Energiespei- chervorrichtung gebildet.

Zur Kühjung von Batteriezellen 310 über Flachrohre 130 an Sanimelkästen können gemäß den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 14 bis 20 beispielsweise eine oder mehrere Zeilen 310 an ein doppeltes Kühlblech 330 z. B. durch Kleben angebunden sein. Das doppelte, symmetrische Kühlbiech 330 besteht aus einem mittig umgeschlagenen Blech, dessen offene Enden eine V- fozw, Keil-Öffnung 340 bilden. Diese Form erleichtert die Montage des Flachrohrkühlers 100, z.B. durch Kleben mit oder ohne wärmeieitfähigen Kleber.

Die Verwendung von keilförmigen Flach röhren 13Ö verbessert die Montage zusätzlich und erlaubt eine gute Verklebung zwischen Flach rohr 130 und V- bzw. keilförmig ausgestalteten Köhlblechen 330. Die Rohre 130 können dafür als Extrusiönsprofil ausgestaltet sein. Durch die keilförmige Anbindung vergrößert sich die Kontaktfläche im Vergleich zu einer parallelen Anbindung.

Die Flachrohre 130 können auch als ein einziges Extiusionsteil ausgestaltet sein und z.B. in Form einer Platte 1910 mit aufgesetzten Rohren 130 auch auf der gegenüberliegenden Seite der Abieifer angebracht werden. Dadurch kann die Kühlung gleichzeitig strukturelle Aufgaben übernehmen. Die Strömungskanäle können entweder in den Rohren 1 0 oder in der Platte 1910 liegen. Mehre- re Zellen mit Kühlhieehen können zu einem Modul mit einem Exirusionstei! zu-- sammengefasst werden.

Die Kühlbleche 330 können im Abkantbereich rund ausgeformt sein. Beim umgeschlagenen Kühlblech 330 wird dieser Bereich dadurch rohrför ig und kann als Aufnahme 2010 für Stifte o.ä, dienen. Dies eingesetzten Stifte können z.B. in einer Aufnahme des Gehäuses oder eines anderen Strukturteils eingerastet werden. Dies ermöglicht eine einfache Montage des Moduls in einen Gesamtaufbau.

Die beschriebene Ausfuhrungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.