Die vorliegende Erfindung betrifft fluidtemperierbare Traktionsbatterie, insbesondere für Elektrofahrzeuge wie beispielsweise BEV (Battery Electric Vehicle) , FCEV (Fuell Cell Electric Vehicle) , FHEV (Full Hybrid Electric Vehicle) oder PHEV (Plugin Hybrid Electric Vehicle) . Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein BEV oder PHEV, aufweisend eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Traktionsbatterien für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb bekannt, beim deren Laden und Entladen hohe Leistungen umgesetzt werden. Solche Hochleistungsbatterien können aktuell mit Spannungen von bis zu mehreren hundert Volt betrieben werden. Außerdem können aktuell Lade- und Entladeströme von mehreren hundert Ampere auftreten. Für zukünftige Entwicklungen sind prinzipiell auch höhere Spannungen und Ströme möglich.

In den Traktionsbatterien verursachen die großen Lade- und Entladeströme große thermische Verluste, die zu einer Erwärmung führen. Um die Batterien vor thermischer Beschädigung zu schützen und einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, ist es wichtig, diese in einem gewünschten Temperaturbereich zu halten. Daher muss Wärme aus der Batterie abgeführt werden. Aktuelle Batteriezellen in Lithium-Ionen Technik arbeiten am besten in einem engen Temperaturbereich von beispielsweise 15 ° bis 40 ° C bei einer großen Temperaturhomogenität mit einer Temperaturschwankung von 2 bis 4 ° C innerhalb der Batteriezellen .

Um diese Bedingungen sicherzustellen, werden Batteriezellen von Traktionsbatterien im Betrieb, d . h . beim Laden und/oder Entladen, gekühlt . Dabei werden aktuell verschiedene Arten der Kühlung verwendet , wie beispielsweise die Flüssigkeitskühlung .

Umgekehrt kann es aus denselben Gründen vorteilhaft sein, die Batteriezellen bei niedrigen Außentemperaturen zu behei zen .

Bei diesen Systemen kann prinzipiell eine aktive oder eine passive Zirkulation des Wärmetransportmediums erfolgen, um die abgegebene Wärme durch Konvektion abzuführen . Bei der passiven Zirkulation erfolgt eine Bewegung des Wärmetransportmediums ausschließlich durch einen Temperaturgradienten innerhalb des Wärmetransportmediums , während bei einer aktiven Zirkulation das Wärmetransportmedium aktiv zirkuliert wird, um die Wärme von den Batteriezellen abzuführen .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine verbesserte Traktionsbatterie bereitzustellen, deren optimale Betriebstemperatur zuverlässig gehalten werden kann . Insbesondere sollen hierbei eine ef fi ziente Kühlung bzw . Erwärmung, sowie eine hohe Stabilität und Modularität der Traktionsbatterie erreicht werden .

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Traktionsbatterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Gehäusevorrichtung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben . Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch eine fluidtemperierbare Traktionsbatterie aufweisend ein Batteriegehäuse und zumindest ein im Innenraum des Batteriegehäuses angeordnetes Batteriemodul , welches zumindest eine Batteriezelle aufweist . Das Batteriemodul kann ein eigenes Gehäuse (Batteriemodulgehäuse ) aufweisen . Alternative kann die Traktionsbatterie im „Cell to Pack"-Design aufgebaut sein . In diesem Fall bilden die Batteriezellen selbst das Batteriemodul und sind nicht in einem eigenen Gehäuse angeordnet . Angeordnet im Innenraum des Batteriegehäuses befindet sich zumindest ein Kühlkörper, der im Wesentlichen aus einem Metall besteht . Der Kühlkörper steht mit dem zumindest einen Batteriemodul direkt oder indirekt in Kontakt . Weiterhin wei st der Kühlkörper zumindest einen Kühl fluidanschluss und zumindest einen damit fluidverbundenen und innenliegend angeordneten Kühlfluidkanal auf .

Bei der Traktionsbatterie kann es sich um j egliche geeignete Traktionsbatterie handeln, insbesondere um eine Traktionsbatterie für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug, bevorzugt in einem BEV oder einem PHEV . Bevorzugt kann es sich bei der Traktionsbatterie um eine Traktionsbatterie in Lithium- Ionen Technik handeln . Eine Traktionsbatterie kann auch als Batteriepack bezeichnet werden .

Die Traktionsbatterie weist ein Batteriegehäuse auf . Das Batteriegehäuse weist eine Wandung auf und schließt einen Innenraum ein, der auch als Volumen des Batteriegehäuses bezeichnet werden kann . Die Wandung des Batteriegehäuses weist eine dem Innenraum zugewandte Seite auf , die als Innenseite bezeichnet werden kann . Die Wandung des Gehäuses weist weiterhin eine dem Innenraum abgewandte Seite auf , die als Außenseite oder als der Umgebung zugewandt bezeichnet werden kann . Das Batteriegehäuse , insbesondere dessen Wandung, kann aus j edem geeigneten Material hergestellt sein oder dies aufweisen . Beispielsweise kann das Batteriegehäuse oder dessen Wandung im Wesentlichen aus einem Metall , vorzugsweise Aluminium, hergestellt sein . Bevorzugt kann das Batteriegehäuse oder dessen Wandung im Wesentlichen aus einem Kunststof f , insbesondere im Wesentlichen aus einem Kunststof fverbundwerkstof f hergestellt sein .

Das Batteriegehäuse kann zwei Halbschalen aufweisen, die miteinander zu dem Batteriegehäuse verbunden wurden . Insbesondere kann das Batteriegehäuse eine Oberschale aufweisen, sowie eine Unterschale . Die Begri f fe Oberschale bzw . Unterschale beziehen sich auf die relative Anordnung der beiden Halbschalen zueinander in der Einbaulage der erfindungsgemäßen Traktionsbatterie in ein Kraftfahrzeug .

Das Batteriegehäuse kann weiterhin zumindest eine Öf fnung zur Durchführung des weiter unten beschriebenen Kühl fluidanschlusses des Kühlkörpers aufweisen . Bei einer solchen Öf fnung kann es sich bevorzugt um eine Aussparung in der Wandung, insbesondere der Wandung der Unterschale des Batteriegehäuses handeln . Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Batteriegehäuse ebenfalls zumindest einen Kühl fluidanschluss aufweisen, der mit dem Kühl fluidanschluss des Kühlkörpers fluidverbunden ist .

Das Batteriegehäuse kann weiterhin einen Anschluss für eine CAN- Schnittstelle aufweisen .

Bei dem Batteriemodul kann es sich um j egliches geeignetes Batteriemodul , insbesondere um einen Batteriemodul in Lithium- Ionen Technik handeln . Das Batteriemodul kann ein von dem Batteriegehäuse getrenntes , eigenständiges Bauteil sein . Innerhalb des Batteriegehäuses sind vorzugsweise mehrere Batteriemodule , insbesondere > 2 , > 3 , oder > 4 Batteriemodule , angeordnet . Das Batteriemodul kann neben den weiter unten beschriebenen Batteriezellen Sensoren sowie ein Kontaktierungssystem der Batteriezellen untereinander aufweisen . Weiterhin kann das Batteriemodul ein Batteriemodulgehäuse aufwei sen . Das Batteriemodulgehäuse kann eine Wandung aufweisen und schließt dann einen Innenraum ein, der auch als Volumen des Batteriemodulgehäuses bezeichnet werden kann . Die Wandung des Batteriemodulgehäuses kann eine dem Innenraum zugewandte Seite auf , die als Innenseite bezeichnet werden kann . Die Wandung des Batteriemodulgehäuses kann weiterhin eine dem Innenraum abgewandte Seite aufweisen, die al s Außenseite bezeichnet werden kann . Das Batteriemodul kann weiterhin eine Oberseite sowie eine Unterseite aufweisen . Die Begri f fe der Oberseite bzw . der Unterseite beziehen sich auf die relative Anordnung der beiden Seiten zueinander in der bestimmungsgemäßen Einbaulage des Batteriemoduls in dem Batteriegehäuse .

Bevorzugt ist das Batteriemodul mit dem Batteriegehäuse , insbesondere der Unterschale des Batteriegehäuses , verbunden . Auf die Verbindung zwischen Batteriemodul und Batteriegehäuse wird weiter unten detailliert eingegangen . Bei der Verbindung von Batteriemodul mit der Unterschale des Batteriegehäuses sind die Unterseite des Batteriemoduls und die Innenseite der Unterschale des Batteriegehäuses gegenüberliegend angeordnet , bzw . einander zugewandt . Batteriemodul und Batteriegehäuse können nicht lösbar oder bevorzugt lösbar miteinander verbunden sein .

Die Wandung des Batteriemoduls kann aus j edem geeigneten Material bestehen . Beispielhafte Materialien für die Wandung des Batteriemoduls können sein Kunststof f oder Metall .

Das Batteriemodul weist weiterhin zumindest eine Batteriezelle auf . Diese kann im Innenraum des Batteriemoduls bzw . des Batteriemodulgehäuses angeordnet sein . Bei der Batteriezelle kann es sich um j egliche geeignete Batteriezelle handeln, insbesondere kann es sich um eine Lithiumionen-Batteriezelle handeln . Bei der Batteriezelle kann es sich um eine Zelle im Runddesign, um eine Zelle im Pouch-Design oder um eine Prismatische Zelle handeln . Innerhalb eines Batteriemoduls sind vorzugsweise mehrere Batteriezellen, insbesondere mehr al s > 2 , > 6 oder > 10 Batteriezellen, angeordnet .

Bei dem metallenen Kühlkörper kann es sich um ein separates Bauteil von dem Batteriemodul und/oder dem Batteriegehäuse handeln . Wie zuvor ausgeführt , kann der Kühlkörper prinzipiell zur Temperierung, d . h . auch zur Erwärmung, der Traktionsbatterie eingesetzt werden . Dementsprechend kann im Folgenden mit dem Begri f f „Kühlkörper" oder dem Begri f f „Kühlplatte" auch immer ein Körper bzw . eine Platte bezeichnet werden, die zur Erwärmung der Traktionsbatterie dient .

Bevorzugt kann der Kühlkörper mit dem Batteriegehäuse , insbesondere der Unterschale oder der Oberschale des Batteriegehäuses , verbunden sein . Ebenfalls bevorzugt kann zumindest ein Kühlkörper mit der Unterschale des Batteriegehäuses und zumindest ein weiterer Kühlkörper mit der Oberschale des Batteriegehäuses verbunden sein . Auf die Verbindung zwischen Kühlkörper und Batteriegehäuse wird weiter unten eingegangen . Bei der Verbindung von Kühlkörper mit der Unterschale des Batteriegehäuses sind die Unterseite des Kühlkörpers und die Innenseite der Unterschale des Batteriegehäuses gegenüberliegend angeordnet , bzw . einander zugewandt . Bei der Verbindung von Kühlkörper mit der Oberschale des Batteriegehäuses sind die Oberseite des Kühlkörpers und die Innenseite der Oberschale des Batteriegehäuses gegenüberliegend angeordnet , bzw . einander zugewandt . Kühlkörper und Batteriegehäuse können nicht lösbar oder bevorzugt lösbar miteinander verbunden sein . Kühlkörper und Batteriemodul können nicht lösbar oder lösbar miteinander verbunden sein . Wie zuvor beschrieben kann ein Kühlkörper mit der Oberschale und/oder der Unterschale des Batteriegehäuses verbunden sein . Im Weiteren wird nur die Verbindung des Kühlkörpers mit der Unterschale des Batteriegehäuses beschrieben . Dieselben Aus führungen gelten analog für die alternative oder zusätzliche Verbindung eines Kühlkörpers mit der Oberschale des Batteriegehäuses . Hierbei kontaktiert der Kühlkörper die Oberseite des Batteriemoduls mit seiner Unterseite .

Bei dem metallenen Kühlkörper handelt es sich um einen im Wesentlichen, bevorzugt vollständig, aus Metall hergestellten Kühlkörper . Bei dem Metall kann es sich um ein Ubergangsmetall oder ein Leichtmetall handeln . Bevorzugt kann das Metall eine Wärmeleitfähigkeit von > 160 W/ (m*K) aufweisen . Noch bevorzugter kann die Wärmeleitfähigkeit des Metalls > 190 , > 205 , > 230 , > 285 , > 305 oder > 377 W/ (m*K) sein . Bei dem Metall kann es sich um Kupfer und insbesondere Aluminium handeln .

Die Verwendung eines metallenen Kühlkörpers führt , insbesondere bei einem aus Kunststof f hergestellten Batteriegehäuse zu einer Erhöhung der Stei figkeit . Hierdurch können Verstei fungsrippen des Batteriegehäuses entfallen, wodurch Bauraum für weitere Batteriemodule geschaf fen wird .

Der Kühlkörper steht erfindungsgemäß direkt oder indirekt mit dem Batteriemodul in Kontakt . Bei der Kontaktierung kann es sich um eine thermische Kontaktierung handeln . Bevorzugt kontaktieren sich hierbei die Oberseite des Kühlkörpers und die Unterseite zumindest eines Batteriemoduls zumindest bereichsweise . Weiter bevorzugt kann im Wesentlichen die gesamte Unterseite des Batteriemoduls in Kontakt mit zumindest einem Kühlkörper stehen . Die Kontaktierung von Kühlkörper und Batteriemodul ist eine Kontaktierung, die geeignet ist einen Wärmetrans fer zwischen Kühlkörper und Batteriemodul zu erlauben, wodurch mittelbar auch ein Wärmetrans fer von/ zu der Batteriezelle erfolgt . Zwischen dem Batteriemodul und dem Kühlkörper kann weiterhin ein Wärmeleitmaterial ( TIM; thermal Interface ma terial ) angeordnet sein . In einem solchen Fall kontaktiert der Kühlkörper das Batteriemodul indirekt . Bei dem Wärmeleitmaterial kann es sich beispielsweise um eine Wärmeleitpaste , einen Wärmeleitkleber, eine Graphit- und/oder Aluminiumfolie oder ein Aluminiumhydroxid Material handeln . Bevorzugt handelt es sich bei dem Wärmeleitmaterial um eine Wärmeleitpaste , weiter bevorzugt eine silikonfreie Wärmeleitpaste , insbesondere eine 2-Komponenten- Wärmeleitpaste . Die Wärmeleitpaste kann eine Zusammensetzung aufweisen, die diese bei Raumtemperatur aushärten lässt . Das Wärmeleitmaterial kann eine im Wesentlichen platten- oder folienförmige Gestalt aufweisen . Die maximale Dicke des Wärmeleitmaterials kann bevorzugt in einem Bereich von > 0 , 1 mm und < 5 mm, > 0 , 1 mm und < 2 mm, oder > 0 , 1 mm und < 1 mm liegen .

Der Kühlkörper weist weiterhin zumindest einen Kühl fluidanschluss auf . Der Kühl fluidanschluss kann zumindest einen Vorlauf und zumindest einen Rücklauf aufweisen . Vorlauf und Rücklauf eines Kühl fluidanschlusses können räumlich voneinander getrennt und/oder an unterschiedlichen Seiten an dem Kühlkörper angeordnet sein . Bevorzugt sind Vorlauf und Rücklauf auf derselben Seite des Kühlkörpers angeordnet . Vorlauf und Rücklauf können mit einem Wärmetauscher, insbesondere einem Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug, fluidverbindbar oder fluidverbunden sein . Ebenso können Vorlauf und Rücklauf mit einer Fluidpumpe , insbesondere einer Kühlmittelpumpe eines Kraftfahrzeugs fluidverbindbar oder fluidverbunden sein .

Mit dem Kühl fluidanschluss verbunden und im Inneren des Kühlkörpers angeordnet befindet sich zumindest ein Kühl fluidkanal . Bevorzugt weist der Kühlkörper genau einen Kühl fluidkanal mit zwei Öf fnungen auf , wobei beide Öf fnungen in dem Kühl fluidanschluss münden . Insbesondere kann die erste der beiden Öf fnungen in dem Vorlauf münden, während die zweite der beiden Öf fnungen in dem Rücklauf mündet .

Unter einem innen liegenden oder im Inneren des Kühlkörpers angeordneten Kühl fluidkanal ist zu verstehen, dass dieser einstückig mit dem Kühlkörper hergestellt ist und beispielsweise nicht auf diesem aufgebracht wurde . Insbesondere wird die Wandung des Kühl fluidkanal im Wesentlichen vollständig aus dem Material des Kühlkörpers gebildet .

Bei dem Kühl fluid kann es sich bevorzugt um Wasser oder eine wässrige Lösung handeln . Unter dem Begri f f fluidtemperierbar ist zu verstehen, dass die Traktionsbatterie , insbesondere das Batteriemodul bzw . die Batteriezellen, Wärme mit dem Kühl fluid austauschen und hierdurch erwärmt oder insbesondere gekühlt werden kann .

Der Kühlkörper kann bevorzugt al s Kühlplatte ausgebildet sein . Unter einer Platte ist ein im Wesentlichen flächiges Gebilde zu verstehen, deren Dicke geringer ist als deren Länge und Breite . Die maximale Dicke der Kühlplatte kann bevorzugt in einem Bereich von > 2 mm und < 9 mm, > 2 mm und < 7 mm, oder > 2 mm und < 5 mm liegen . Die minimale Dicke der Kühlplatte kann bevorzugt in einem Bereich von > 1 mm und < 2 mm, bevorzugt 1 , 7 mm liegen . Besonders bevorzugt kann die Kühlplatte eine maximale Dicke von 5 mm und eine minimale Dicke von 1 , 7 mm aufweisen . Der Kühlkörper, insbesondere die Kühlplatte , kann für einen internen Druck bis 3 , 5 bar (Absolutdruck) ausgelegt und/oder geeignet sein .

Die Länge der Kühlplatte kann in einem Bereich von > 500 mm < 2500 mm, bevorzugt > 500 mm und < 600 mm, bevorzugt 540 mm liegen . Die Breite der Kühlplatte kann in einem Bereich von > 270 mm und < 1300 mm, bevorzugt > 270 mm und < 310 mm, bevorzugt 295 mm liegen . Die breite Seite der Kühlplatte kann hierbei bevorzugt die kürzere Seite sein und/oder die Seite der Kühlplatte sein, an der Kühl fluidanschluss angebracht ist . I st der Kühl fluidanschluss an der kürzeren Seite der Kühlplatte angebracht , so wird hierdurch vorteilhafter Weise eine erhöhte Stabilität der Kühlplatte gewährleistet .

Der Kühlkörper bzw . die Kühlplatte kann bevorzugt aus zwei miteinander verbundenen Metallblechen, insbesondere Aluminiumblechen, bestehen . Besonders bevorzugt kann die Kühlplatte im Roll- Bond-Verfahren hergestellt sein . Dies weist den Vorteil auf , dass der Fluidkanal einfach und mit einer leicht zu bestimmenden Geometrie während der Herstellung der Kühlplatte in diese eingebracht werden kann . Das Roll-Bond-Verfahren ist dem Fachmann geläufig . Hierbei werden zwei Metallbleche durch Wal zen bei hohem Druck zusammengefügt , d . h . druckgefügt , wobei bestimmte Teile des Blechs , die später den Kühl fluidkanal bilden, von dem Zusammenfügen ausgespart werden, in dem diese Bereiche vor dem Wal zen mit Trennmitteln, beispielsweise durch Aufdrucken, behandelt werden . Nach dem Zusammenfügen werden diese nichtverbundenen Bereiche zwischen den beiden Metallblechen mittels Druckluft aufgeblasen, sodass die Kühl fluidkanäle entstehen . Die Dicke eines einzelnen Metallblechs nach dem Roll-Bonding kann 1 mm betragen .

Das Metallmaterial der Oberseite der Kühlplatte kann unterschiedlich oder identisch zu dem Metallmaterial der Unterseite der Kühlplatte sein . Bevorzugt können Oberseite und Unterseite der Kühlplatte aus Aluminium 1050 hergestellt sein . Alternativ dazu kann die Oberseite der Kühlplatte aus Aluminium 1250 oder Aluminium 3003 und die Unterseite aus Aluminium 1050 hergestellt sein . Diese Arten von Aluminium zeigten hervorragende Eigenschaften bei der Temperierung von Kf z-Traktionsbatterien .

Eine Kühlplatte weist eine Oberseite und eine Unterseite auf , wobei die Oberseite der Kühlplatte dem Batteriemodul zugewandt ist . Es zeigte sich, dass der Wärmetrans fer zwischen Batteriemodul und Kühlplatte verbes sert werden kann, wenn die Oberseite der Kühlplatte , d . h . die dem Batteriemodul zugewandte Seite der Kühlplatte flach ausgebildet ist . Dies bedeutet , dass die Oberseite der Kühlplatte im Wesentlichen keine Erhebungen durch den im Inneren der Kühlplatte verlaufenden Kühl fluidkanal aufweist . Vorzugsweise kann hierbei unter „flach" verstanden werden, dass ein Bereich der Oberseite der Kühlplatte , unterhalb dessen der Kühl fluidkanal verläuft < 1 mm, oder < 0 , 5 mm über einen Bereich der Oberseite der Kühlplatte hervorstehen, unterhalb dessen kein Kühl fluidkanal verläuft . Bevorzugt kann diese Höhendi f ferenz < 0 , 3 mm, < 0 , 2 mm oder < 0 , 1 mm betragen .

Die flache Oberseite der Kühlplatte kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass die Kühlplatte beim Aufblasvorgang im Roll-

Bond-Verfahren mit der späteren Oberseite an ein Gegenlager gepresst wird, womit eine Auswölbung der Kühl fluidkanäle auf der späteren Oberseite verhindert wird .

Bevorzugt kann weiterhin die Unterseite der Kühlplatte Erhebungen aufweisen, die durch den im Inneren der Kühlplatte verlaufenden Fluidkanal gebildet werden . Mit anderen Worten ist die Unterseite der Kühlplatte bevorzugt nicht flach ausgebildet . Die Bereiche der Kühlplatte , die zwischen oder neben den Erhebungen auf der Unterseite der Kühlplatte liegen, können vorteilhaft zur Befestigung der Kühlplatte an dem Batteriegehäuse verwendet werden . Hierfür kann die Kühlplatte in diesen Bereichen eine oder mehrere Durchgangsöf fnungen aufweisen .

Der Kühl fluidkanal kann einen im Wesentlichen halbkreis förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die gerade Seite dieses Halbkreises der Oberseite der Kühlplatte entspricht . Die maximale innere Höhe des Kühl fluidkanals kann in einem Bereich von > 2 mm und < 8 mm, bevorzugt > 2 mm und < 4 mm, bevorzugt bei 3 mm liegen .

Die maximale innere Breite des Kühl fluidkanals kann in einem Bereich von > 15 mm und < 40 mm, > 15 mm und < 25 mm, > 17 mm und < 21 mm, bevorzugt 19 mm liegen. Der minimale Radius des Kühlfluidkanals kann bevorzugt etwa 3, 6 mm betragen. Die minimale Entfernung zwischen zwei Bereichen der Kühlplatte in denen der Kühlfluidkanal verläuft kann bevorzugt in einem Bereich von > 3 mm und < 7 mm, bevorzugt bei 4 mm liegen. Diese Entfernung kann auch als minimale Entfernung zwischen zwei (benachbarten) Kühlschleifen des Kühlfluidkanals bezeichnet werden.

Die Ausgestaltung des Kühlfluidkanals in diesen genannten Bereichen führte zu einer besonders effizienten Wärmeübertragung bei Kf z-Traktionsbatterien und überdies zu einer verbesserten Steifigkeit der Traktionsbatterie. Weiterhin wird durch diese Parameter eine reduzierte Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels erreicht. Bevorzugt kann die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels innerhalb des Kühlfluidkanals d 2,5 m/s betragen.

Der im Kühlkörper angeordnete Kühlfluidkanal kann einen mäandrierenden Verlauf aufweisen. Der Kühlfluidkanal kann als Kühlschlange, insbesondere Serpentinen-Kühlschlange ausgebildet sein. Hierdurch wird ein möglichst effizienter Wärmeaustausch gewährleistet. Weiterhin wird die Steifigkeit der Traktionsbatterie ebenfalls vorteilhaft erhöht.

Der Kühlkörper, insbesondere die Kühlplatte, kann weiterhin einen Kragen bzw. Saum aufweisen, der den Kühlkörper zumindest teilweise jedoch bevorzugt vollständig umläuft. Vorteilhafterweise kann dieser Kragen bzw. Saum in einem Randbereich des Kühlkörpers verlaufen. Der Kragen bzw. Saum kann zumindest teilweise an einer, zwei, drei oder vier Seiten der Kühlplatte verlaufen. Der Kragen bzw. Saum kann zumindest teilweise an einer oder beiden kürzeren und/oder an einer oder beiden der Längeren Seiten der Kühlplatte verlaufen. Durch eine solche Umrandung des Kühlkörpers wird vorteilhafter Weise die Steifigkeit des Kühlkörpers und damit der Traktionsbatterie erhöht. Das Batteriemodul kann in einem ersten Befestigungspunkt mit dem Batteriegehäuse , insbesondere der Unterschale des Batteriegehäuses , verbunden sein, während der Kühlkörper in einem zweiten Befestigungspunkt mit dem Batteriegehäuse , insbesondere der Unterschale des Batteriegehäuses , verbunden sein kann und wobei der erste und der zweite Befestigungspunkt eine Entfernung zueinander aufweisen, sodass die Positionstoleranzen von Batteriemodul und Kühlkörper in Z-Richtung im Wesentlichen identisch sind . Hierdurch kann eine weiter verbesserte Temperierung der Traktionsbatterie erreicht werden, da Batteriemodul und Kühlkörper während der Fahrt des Kraftfahrzeugs und die hierdurch auftretenden Vibrationen in gleichem Maße in Z-Richtung angeho- ben/bewegt werden und somit die durchgängige Kontaktierung von Batteriemodul und Kühlkörper verbessert wird . Die Z-Richtung verläuft im Wesentlichen, orthogonal zu der Hauptebene der Kühlplatte , beispielsweise der Oberseite der Kühlplatte , und wei st bei einer in ein Fahrzeug verbauten Traktionsbatterie bzw . der Kühlplatte nach oben, bzw . in Richtung von der Kühlplatte auf das Batteriemodul hin verlaufend .

Die Entfernung zwischen dem ersten und der zweiten Befestigungspunkt kann eine minimierte Entfernung sein, sie kann insbesondere in einem Bereich von höchstens > 5 mm und < 20 mm, bevorzugt > 11 mm und < 16 mm liegen .

Batteriemodul und/oder Kühlkörper können in dem Befestigungspunkt über eine Schaubbefestigung mit dem Batteriegehäuse verbunden sein . Die Befestigungsachsen von Batteriemodul zu Batteriegehäuse bzw . Kühlkörper zu Batteriegehäuse können parallel zueinander angeordnet sein .

Im Innenraum des Batteriegehäuses kann bevorzugt eine Viel zahl von fluidverbundenen Kühlkörpern, insbesondere Kühlplatten, zur Erzeugung eines Kühlkreislaufs angeordnet sein . Hierbei können die Vorläufe der einzelnen Kühlkörper parallel fluidverbunden sein . Alternativ oder zusätzlich hierzu können die Rückläufe der einzelnen Kühlkörper parallel fluidverbunden sein . Es können > 1 und < 50 , > 4 und < 36 , bevorzugt > 10 und < 22 fluidverbundene Kühlkörper im Innenraum des Batteriegehäuses angeordnet sein .

Der Kühl fluidanschluss , bzw . der oder die durch den Kühl fluidanschluss gebildeten Fluidkanäle , kann im Wesentlichen in der Ebene der Kühlplatte angeordnet sein . Die Ebene der Kühlplatte kann hierbei parallel zur Oberseite und/oder Unterseite der Kühlplatte verlaufen, d . h . im Wesentl ichen durch die Längen- und Breitenerstreckung der Kühlplatte selbst aufgespannt werden . Vorteilhafterweise wird durch eine solche Anordnung des Kühlfluidanschlusses der Kühlplatte ein Druckverlust minimiert gegenüber dem Fall , dass der Kühl fluidanschluss nicht in der Ebene der Kühlplatte liegt , sondern beispielsweise senkrecht auf dieser steht und nach oben weist . Wie zuvor ausgeführt kann der in der Ebene der Kühlplatte angeordnete Kühl fluidanschluss bevorzugt an der kürzeren Seite der Kühlplatte angeordnet sein .

Der Kühl fluidanschluss kann eine Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls aufweisen . Besonders bevorzugt kann es sich hierbei um eine Drossel , insbesondere eine Drossel mit einem Kalibrierungsbereich handeln . Die Drossel kann auch als Reduzierung bezeichnet werden . Insbesondere kann die Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls im Rücklauf des Kühl fluidanschlusses angeordnet sein . Ebenso kann die Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls im Rücklauf und/oder im Vorlauf des Kühl fluidanschlusses angeordnet sein .

Die Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls weist einen Fluidkanal auf , durch den das Kühl f luid strömt . Sie weist weiterhin zumindest einen Bereich dieses Fluidkanals auf , über den der Querschnitt des Fluidkanals reduziert ist . Bei der Reduzierung kann es sich um eine konzentrische Reduzierung oder um eine exzentrische Reduzierung handeln, wobei die konzentrische Reduzierung bevorzugt ist . Bei diesem Bereich kann es sich um den Kalibrierungsbereich handeln . Bevorzugt wird mittels der Reduzierung der Querschnitt des Fluidkanals - insbesondere der Querschnitt des Kühl fluidanschlusses des Kühlkörpers - auf den Querschnitt des Kühl fluidkanals des Kühlkörpers reduziert , wodurch der Druckverlust verringert wird .

Die Länge dieses Kalibrierungsbereiches kann bei Kühl fluidanschlüssen unterschiedlicher Kühlkörper, insbesondere Kühlplatten, unterschiedliche Längen aufweisen .

Der Kalibrierungsbereich kann eine Länge im Bereich von > 12 mm und < 22 mm, bevorzugt > 14 mm und < 20 mm aufweisen .

Die Traktionsbatterie kann über ihren Kühl fluidanschluss mit einer Fluidleitung fluidverbunden sein . In Fluidströmungsrichtung vor dem Vorlauf und/oder nach dem Rücklauf kann dann ein Reduzierstück innerhalb dieser Fluidleitung angeordnet sein . Hierdurch kann ein hydraulischer Abgleich erfolgen .

Die Unterschale des Batteriegehäuses kann zumindest zwei Stützrippen aufweisen, auf welchen der Kühlkörper auf liegt . Bevorzugt weist die Unterschale des Batteriegehäuses > 2 und < 40 , bevorzugt > 10 und < 25 Stützrippen auf . Die Stützrippen können auf der Innenseite der Unterschale angeordnet sein, d . h . in den Innenraum des Batteriegehäuses ragen . Die Stützrippen können einstückig mit der Unterschale des Batteriegehäuses geformt sein . Die Stützrippen können weiterhin gleichmäßig, d . h . im Wesentlichen äquidistant , über die Längserstreckung des Batteriegehäuses angeordnet sein . Hierbei können die Stützrippen im rechten Winkel zu der Längserstreckung des Batteriegehäuses verlaufen . Durch die Stützrippen wird vorteilhafter Weise eine stabile Lagerung und Befestigung des Kühlkörpers und/oder des darauf angeordneten Batteriemoduls gewährleistet . Der Abstand zwischen zwei Stützrippen kann > 50 mm und < 100 mm, bevorzugt > 70 mm und < 90 mm betragen .

Der Kühlkörper kann bevorzugt mit den Bereichen auf den Stützrippen aufliegen, die zwischen dem in dem Kühlkörper verlaufenden Fluidkanal angeordnet sind . Der Kühlkörper kann weiterhin ebenfalls bevorzugt mit seinem Randbereich auf den Stützrippen auf liegen .

Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Aus führungsbeispielen . Dabei zeigen im Einzelnen :

Figur 1 : eine schematische Darstellung einer ersten Aus führungs form der erfindungsgemäßen fluidtemperierbaren Traktionsbatterie .

Figur 2 : eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers in Form einer Kühlplatte .

Figur 3 : eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus Figur 2 .

Figur 4A: einen Schnitt durch die Kühlplatte nach Figur 2 .

Figur 4B : eine Aufsicht auf einen Ausschnitt der Unterseite der Kühlplatte nach Figur 2 .

Figur 5 : eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls nach Figur 2 .

Figur 6 : eine schematische Darstellung einer Viel zahl fluidverbundener erfindungsgemäßer Kühlkörper . In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Bauteile bzw . gleiche Merkmale , so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt .

Figur 1 zeigt als Schnitt eine erste Aus führungs form der erfindungsgemäßen fluidtemperierbaren Traktionsbatterie 1 . Die Traktionsbatterie 1 ist eine Traktionsbatterie für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem BEV .

Die Traktionsbatterie 1 wei st ein Batteriegehäuse 2 mit einer Wandung 21 auf . Das Batteriegehäuse 2 bzw . dessen Wandung 21 begrenzen den Innenraum 3 des Batteriegehäuses .

Das Batteriegehäuse 2 ist aus einem Kunststof f oder einem Kunst- stof fverbundwerkstof f hergestellt . Das Batteriegehäuse 2 besteht aus zwei Halbschalen 22 . In der Figur 1 dargestellt ist lediglich ein Teil einer der beiden Halbschalen 22 , nämlich die Unterschale des Batteriegehäuses 2 .

Im Innenraum 3 ist lediglich eines von mehreren hier angeordneten Batteriemodulen 4 dargestellt , sowie ein Kühlkörper 5 in Form einer Kühlplatte 51 .

Die Batteriemodule 4 weisen j eweils eine Viel zahl von Lithiumi- onen-Batteriezellen auf , die in der Figur 1 nicht dargestellt sind .

Die Kühlplatte 51 ist aus zwei Aluminiumplatten im Roll-Bond- Verfahren hergestellt , insbesondere Aluminium 1050 und/oder Aluminium 1250 . Die Kühlplatte 51 wei st weiterhin eine maximale Dicke in einem Bereich von > 2 mm und < 5 mm auf . Die Kühlplatte 51 weist weiterhin eine minimale Dicke in einem Bereich von > 1 mm und < 2 mm auf . Die Dicke der Kühlplatte 51 entspricht der Erstreckung der Kühlplatte 51 in Z-Richtung . Die Länge der Kühlplatte liegt in einem Bereich von > 500 mm und < 600 mm . Die Breite der Kühlplatte liegt in einem Bereich von > 270 mm und < 310 mm .

Die Kühlplatte 51 und das Batteriemodul 4 stehen über ein zwischen Kühlplatte 51 und Batteriemodul 4 angeordnetes und in der Figur nicht dargestelltes Wärmeleitmaterial in Form einer ausgehärteten silikonfreien 2-Komponentenwärmeleitpaste indirekt in thermischen Kontakt .

Die Kühlplatte 51 weist einen einzelnen innenliegend angeordneten Kühl fluidkanal mit einem mäandrierenden Verlauf auf . Der Kühl fluidkanal ist in der Figur 1 nicht dargestellt .

Die Kühlplatte 51 liegt auf 25 Stützrippen 24 auf , die einstückig mit der Unterschale des Batteriegehäuses 22 ausgeformt wurden . Die Stützrippen 24 sind gleichmäßig über die Längserstreckung des Batteriegehäuses 2 verteilt und im rechten Winkel hierzu angeordnet . Der Abstand zwischen zwei benachbarten Stützrippen 24 liegt in einem Bereich von > 70 mm und < 90 mm .

Weiterhin dargestellt ist der Kühl fluidanschluss 6 der Kühlplatte 51 , der aus einem Vorlauf 61 und einem Rücklauf 62 besteht . Vorlauf 61 und Rücklauf 62 sind mit dem innenliegend angeordneten Kühl fluidkanal der Kühlplatte fluidverbunden .

Weiterhin sind zwei Öf fnungen 23 in der Wandung des Batteriegehäuses 21 , insbesondere der Unterschale 22 des Batteriegehäuses , zu erkennen, durch welche der Kühl fluidanschluss 6 , d . h . der Vorlauf 61 bzw . der Rücklauf 62 der Kühlplatte 51 hindurchgeführt ist . Figur 1 zeigt weiterhin die Oberseite 52 der Kühlplatte in Aufsicht , die der dem Batteriemodul 4 zugewandten Seite der Kühlplatte 51 entspricht . Diese Oberseite 52 der Kühlplatte ist im Wesentlichen flach ausgebildet . Dies bedeutet , dass die dem Batteriemodul 4 zugewandte Seite der Kühlplatte keine Erhebungen durch den im Inneren der Kühlplatte 51 verlaufenden Kühl fluidkanal aufweist . Umgekehrt ist die in der Figur 1 nicht dargestellte Unterseite der Kühlplatte 51 nicht flach ausgebildet , sondern weist er Erhebungen auf , die durch den im Inneren der Kühlplatte verlaufenden Fluidkanal gebildet werden .

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers 5 in Form einer Kühlplatte 51 . Dargestellt ist die Unterseite 53 der Kühlplatte 55 aus Figur 1 .

Die Unterseite 53 der Kühlplatte weist Erhebungen auf , die durch den innenliegend angeordneten Kühl fluidkanal 54 gebildet werden . Erkennbar ist ebenfalls , dass der Kühl fluidkanal 54 , der al s Kühlschlange , insbesondere Serpentinen-Kühlschlange , ausgebildet ist , einen mäandrierenden Verlauf aufweist .

Ebenfalls dargestellt ist der mit dem Kühl fluidkanal 54 fluidverbundenen Kühl fluidanschluss 6 der Kühlplatte 51 , der aus einem Vorlauf 61 und einem räuml ich davon getrennten Rücklauf 62 besteht , wobei Vorlauf 61 und Rücklauf 62 auf derselben Seite , nämlich einer der kürzeren Seiten 55 , der Kühlplatte angeordnet sind .

Durch die kürzere Seite 55 und die längere Seite 56 der Kühlplatte 51 wird eine Ebene auf gespannt . Diese Ebene verläuft im Wesentlichen parallel zu der Oberseite 52 bzw . der Unterseite 53 der Kühlplatte . Wie der Figur 2 zu entnehmen ist , ist der Kühlfluidanschluss 6 der Kühlplatte 51 , d . h . sowohl der Vorlauf 61 als auch der Rücklauf 62 , in dieser Ebene der Kühlplatte 51 angeordnet . Die in der Figur 2 dargestellte Kühlplatte 51 weist weiterhin zwei Durchgangsöf fnungen 57 auf , die in Bereichen der Kühlplatte 51 angeordnet sind, die sich neben den durch den Kühl fluidkanal 54 verursachten Erhebungen auf der Unterseite 53 der Kühlplatte befinden . Diese Durchgangsöf fnungen 57 dienen der Befestigung der Kühlplatte 51 an den Batteriegehäuse 2 , insbesondere der Unterschale 22 des Batteriegehäuses .

Angeordnet in Vorlauf 61 und Rücklauf 62 des Kühlkörpers ist j eweils eine Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls 7 , nämlich eine Drossel mit einem Kalibrierungsbereich angeordnet .

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des in Figur 2 markierten Ausschnitts aus der Kühlplatte 51 . zu erkennen sind erneut die durch den innenliegend angeordneten Kühl fluidkanal 54 erzeugten Erhebungen auf der Unterseite 53 der Kühlplatte 51 .

Die Kühlplatte 51 weist weiterhin einen Kragen bzw . Saum 58 auf , der die Kühlplatte 51 im Wesentlichen vollständig umläuft . Dieser Kragen befindet sich in einem Randbereich der Kühlplatte 51 und ist sowohl an beiden kürzeren Seiten 55 , als auch an beiden längeren Seiten 56 der Kühlplatte 51 angeordnet .

Figur 4A zeigt einen Schnitt durch die Kühlplatte 51 nach Figur 1 oder 2 , der die Dimensionen des Kühl fluidkanals 54 im Detail zeigt . Wie zu erkennen ist , weist der Kühl fluidkanal 54 einen im wesentlichen halbkreis förmigen Querschnitt auf , wobei die gerade Seite dieses Halbkreises der Oberseite 52 der Kühlplatte 51 entspricht .

Die maximale innere Höhe des Fluidkanals h beträgt 3 mm . Die maximale innere Breite des Fluidkanals b beträgt 19 mm . Die minimale Entfernung zwischen zwei benachbarten Kühlschlei fen des Kühl fluidkanals d beträgt 4 mm . Figur 4B zeigt eine Aufsicht auf einen Ausschnitt der Unterseite 53 der Kühlplatte 51 nach Figur 1 oder 2 . Der minimale Radius des Kühl fluidkanals r beträgt 3 , 6 mm .

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls 7 nach Figur 2 in Form einer Drossel mit einem Kalibrierbereich . Die Drossel 7 weist einen innen liegenden Fluidkanal auf , sowie einen zwischen proximalem 71 und distalem 72 Ende der Drossel angeordneten Kalibrierungsbereich 73 mit einer Länge 1 . Die Länge des Kalibrierungsbereichs

1 beträgt 15 mm für die Drosseln 7 in Vorlauf 61 und Rücklauf 72 der Figur 2 .

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Viel zahl fluidverbundener erfindungsgemäßer Kühlkörper 5 in Form von Kühlplatten 51 . Dargestellt sind fünf Kühlplatten 51 , die miteinander fluidverbunden sind und einen Kühlkreislauf 8 bilden .

Der Kühlkreislauf 8 weist einen Vorlauf 81 sowie einen Rücklauf 82 auf . Der Vorlauf 81 des Kühlkreis laufes 8 ist über eine erste Fluidleitung 83 mit den Vorläufen 61 der einzelnen Kühlplatten 51 parallel fluidverbunden . Der Rücklauf 82 des Kühlkreislaufes 8 ist über eine zweite Fluidleitung 83 mit den Rückläufen 62 der einzelnen Kühlplatten 51 parallel fluidverbunden .

Entgegen der schematischen Darstel lung in der Figur 6 s ind die Kühl fluidanschlüsse 6 der einzelnen Kühlplatten 51 wie in Figur

2 gezeigt in der Ebene der einzelnen Kühlplatten 51 angeordnet .

Die einzelnen Vorläufe 61 und Rückläufe 62 der j eweiligen Kühlplatten 51 weisen Drosseln 7 mit Kalibrierungsbereichen 73 unterschiedlicher Länge 1 auf . Hierdurch wird ein Druckverlust verringert . Der Vorlauf 81 und der Rücklauf 82 des Kühlkreislaufs 8 können mit einem nicht dargestellten Wärmetauscher fluidverbindbar oder fluidverbunden sein .

Bezugszeichenliste

1 Traktionsbatterie

2 Batteriegehäuse

21 Wandung des Batteriegehäuses

22 Halbschale des Batteriegehäuses ; Unterschale des Batteriegehäuses

23 Öf fnung im Batteriegehäuse zur Durchführung des Kühl fluidanschlusses des Kühlkörpers

24 Stützrippe

3 Innenraum des Batteriegehäuses

4 Batteriemodul

5 Kühlkörper

51 Kühlplatte

52 Oberseite der Kühlplatte ; dem Batteriemodul zugewandte Seite der Kühlplatte

53 Unterseite der Kühlplatte ; dem Batteriemodul abgewandte Seite der Kühlplatte

54 Kühl fluidkanal ; Erhebungen durch den innenliegend angeordneten Kühl fluidkanal

55 Kürzere Seite der Kühlplatte ; Breitenerstreckung der Kühlplatte

56 Längere Seite der Kühlplatte ; Längenerstreckung der Kühlplatte

57 Durchgangsöf fnung

58 Kragen; Saum b Innere Breite des Fluidkanals ; maximale innere Breite des Fluidkanals d Entfernung zwischen zwei benachbarten Bereichen der Kühlplatte , in denen ein Kühl fluidkanal verläuft ; Entfernung zwischen zwei Kühlschlei fen des Kühl fluidkanals ; minimale Entfernung zwischen zwei Kühlschlei fen des Kühl fluidkanals h Innere Höhe des Fluidkanals ; maximale innere Höhe des Fluidkanals r Radius des Kühl fluidkanals ; minimaler Radius des Kühl fluidkanals

6 Kühl fluidanschluss des Kühlkörpers

61 Vorlauf des Kühl fluidanschlusses des Kühlkörpers 62 Rücklauf des Kühl fluidanschlusses des Kühlkörpers

7 Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls ; Drossel mit einem Kalibrierbereich

71 proximales Ende der Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls 72 distales Ende der Einrichtung zur Reduzierung des Druckabfalls

73 Kalibrierungsbereich

1 Länge des Kalibrierungsbereichs

8 Kühlkreislauf aus fluidverbundenen Kühlkörper 81 Vorlauf des Kühlkreislaufs

82 Rücklauf des Kühlkreislaufs

83 Fluidleitung