angeordneten Festkörpern

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeübertragungselement zur Wärmeleitung zwischen einer Oberfläche eines Wärmetauschers und auf dem Wärmetauscher angeordneten Festkörpern, einen Wärmetauscher zum Temperieren von zumindest zwei Festkörpern und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers.

Ein herkömmlicher Wärmetauscher benötigt eine Adaption zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen einem zu kühlenden Bauteil und dem Wärmetauscher. Dadurch entsteht ein höherer Aufwand durch eine Erhöhung der Anzahl von Einzelteilen. Ein Lösungsansatz besteht in der Anwendung eines Gießverfahrens bei der Herstellung der Adaption.

Die DE 10 2007 009 315 A1 beschreibt ein Wärmeleitelement, das als Gussteil ausgeführt ist.

Die DE 43 14 808 beschreibt den Aufbau von Plattenwärmeübertragern aus wannenförmigen Gleichteilen, die durch 180° Versatz zu einem Fluid-Fluid Wärmeübertrager aufgestapelt werden können. Dabei liegt der Kern im Gleichteilprinzip.

Die DE 10 2007 009315 beschreibt die thermische Anbindung von Batteriezellen an einen Kühlkörper mittels Stoffschluss, durch einen Verguss von Batteriezellen. Wärmeleitelemente werden vorzugsweise eingespart und zumindest bei Prismatischen Hard-Case-Zellen (Zelle in einem quaderförmigen Aluminiumbehälter) über den Zellaussenkörper dargestellt, sofern die Wandstärken des Zellbechers ausreichend dick und die Kontaktierungsgeometrie ausreichend eben ist.

Wird die Funktion„Zelladaption" benötigt, so ist diese durch ein weiteres Bauteil, wie Kühlbleche oder Wärmeleitstäbe darzustellen. Die Zelladaption ist in der Regel notwendig, um einen geeigneten Wärmeleitpfad zwischen Festkörper (Batteriezelle) und Kühlplatte darzustellen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Wärmeleitelement, einen verbesserten Wärmetauscher, sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Wärmeübertragungselement zur Wärmeleitung zwischen einer Oberfläche eines Wärmetauschers und auf dem Wärmetauscher angeordneten Festkörpern, einen Wärmetauscher zum Temperieren von zumindest zwei Festkörpern und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers gemäß den Hauptansprüchen gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass für eine Herstellung dreidimensionaler Strukturen ein Stanz-Biegeprozess in besonders vorteilhafter Weise angewandt werden kann. Durch eine optimierte Anordnung von wärmeleitfähigen Laschen, die aus einer Plattenebene näherungsweise senkrecht heraus gebogen sind, ist es möglich die Laschen in Zwischenräumen zwi- sehen zu temperierenden Bauteilen zu platzieren, ohne einen vergrö ßerten Platzbedarf zu erzeugen.

Vorteilhafterweise ermöglicht ein Wärmeübertragungselement gemäß dem hier vorgestellten Ansatz einen optimierten Wärmeaustrag aus Zwischenräumen zwischen Wärmequellen, einen verringerten Material- und Kostenaufwand bei der Herstellung des Wärmeübertragungselements, eine Einsparung von Bearbeitungsschritten und eine Erhöhung der Bauteilfestigkeit. Dabei kann das Wärmeübertragungselement sowohl stoffschlüssig mit einer Kühlplatte verbunden werden, als auch formschlüssig.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Wärmeübertragungselement zur Wärmeleitung zwischen einer Oberfläche eines Wärmetauschers und auf dem Wärmetauscher angeordneten Festkörpern, mit folgendem Merkmal: einer Grundplatte zum Anordnen auf der Oberfläche des Wärmetauschers, wobei die Grundplatte eine Mehrzahl von Laschen aufweist, die zum Ausbilden einer Struktur zur Aufnahme der Festkörper aus einer Ebene der Grundplatte heraus gebogen sind.

Unter Wärmeleitung kann der Transport von thermischer Energie innerhalb eines Körpers von einem höheren Energieniveau zu einem niedrigeren Energieniveau verstanden werden. Beispielsweise von einem eine Wärmequelle ausbildenden Festkörper zu einer Wärmesenke, wie einem Wärmetauscher. Eine Wärmequelle kann ein chemischer Energiespeicher sein, beispielsweise ein Akkumulator oder eine Batterie. Eine Grundplatte kann aus wärmeleitendem Plattenmaterial beispielsweise Kupferblech, Silberblech oder Aluminiumblech bestehen. Das Plattenmaterial kann von einer Oberseite zu einer Unterseite eine Materialstärke aufweisen. Eine Erstreckungsebene der Grundplatte kann mit einer Erstreckungsebene einer Oberfläche des Wärmetauschers übereinstimmen. Ein Zwischenraum zwischen zwei Wärmequellen kann beispielsweise entstehen, wenn die Wärmequellen kreiszylindrisch sind. Bei drei kreiszylindri- sehen Wärmequellen kann dieser Zwischenraum näherungsweise eine dreieckige Grundfläche aufweisen. Bei vier kreiszylindrischen Wärmequellen kann der Zwischenraum eine näherungsweise viereckige Grundfläche aufweisen. Zwischen zwei Wärmequellen mit polygonaler Grundfläche kann der Zwischenraum ebenfalls eine polygonale Grundfläche aufweisen. Ebenso kann der Zwischenraum eine linienförmige Grundfläche aufweisen. Dann kann der Zwischenraum eine Dicke aufweisen, die der Materialstärke des Plattenmaterials entspricht. Jeweils eine oder mehrere Laschen können in einen Zwischenraum hineinragen. Insgesamt kann die Mehrzahl der Laschen eine regelmäßige Struktur zur Aufnahme der Festkörper ausbilden. Dadurch können die Laschen eine Position der Festkörper relativ zum Wärmeübertragungselement festlegen. Die Struktur kann eine konturierte Oberfläche abbilden. Die Laschen können durch einen Schritt des Trennens, beispielsweise durch Ausschneiden, Stanzen, Laserschneiden, Trennschweißen oder erodieren aus der Grundplatte erstellt werden. Die Erstreckungsebene der Grundplatte kann eine identische Ausrichtung aufweisen, wie eine Erstreckungsebene der Grundflächen der Wärmequellen. Eine Lasche kann beispielsweise bei einer vierseitigen Lasche ein an drei Seiten von einem Ausgangsmaterial der Grundplatte abgetrenntes, und an der vierten Seite zumindest punktuell mit dem Ausgangsmaterial verbundenes Stück des Ausgangsmaterials sein. Beispielsweise kann eine Lasche ein fingerförmiger Streifen des Plattenmaterials sein. Durch Umformen oder Biegen kann die Lasche aus der Erstreckungsebene der Grundplatte näherungsweise senkrecht oder in einem anderen Winkel herausgebogen werden. Eine Lasche oder mehrere Laschen können in eine Lücke zwischen den Wärmequellen passen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Wärmeübertragungselement zumindest eine Aussparung in der Grundplatte umfassen, wobei zumindest eine Anzahl der Mehrzahl von Lasche an einem Randbereich der Aussparung mit der Grundplatte verbunden ist. Vor einem Biegevorgang können die Laschen in der Erstreckungsebene der Grundplatte innerhalb der Aussparung angeordnet sein. Der Randbereich kann einen Biege- radius aufweisen, der einen Wärmeübergang zwischen der Lasche und der Grundplatte sicherstellen kann. Die Grundplatte kann eine Mehrzahl von entsprechenden Aussparungen aufweisen, beispielsweise eine Aussparung für jeden auf den Wärmetauscher anzuordnenden Festkörper. Die Anzahl der Laschen kann jeweils um die Aussparung herum angeordnet sein.

Ferner kann die Aussparung Abmessungen aufweisen, die gleich oder größer den Abmessungen der Anzahl der Mehrzahl von Laschen entsprechen. Dadurch können die Laschen aus dem Material der Grundplatte erstellt werden. Das hei ßt, dass die Grundplatte mit den Laschen aus einem Stück gefertigt ist.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Aussparung in Form und/oder Größe einer Kontaktfläche eines der Festkörper auf der Oberfläche des Wärmetauschers entsprechen. Beispielsweise kann die Kontaktfläche einer Grundfläche des Festkörpers entsprechen. Über die Kontaktfläche kann der Festkörper bei wärmeleitendem Kontakt ohne zusätzlichen Wärmeübergangswiderstand Wärmeenergie an den Wärmetauscher abgeben.

Ferner kann eine Länge der Laschen maximal einer Diagonalen der Aussparung entsprechen. Die Diagonale kann einer maximalen geradlinigen Länge innerhalb der Aussparung entsprechen. Dadurch kann das Wärmeübertragungselement ohne Fügeprozess aus einem Ausgangs-Halbzeug durch Trennen und Umformen hergestellt werden.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform können mehrere der Mehrzahl von Laschen je zu einer Seite einer Pyramide gebogen sein. Mehrere Laschen können zusammen eine Pyramide bilden. Durch die Pyramidenform kann ein Festkörper leichter an einen zugeordneten Platz positioniert werden, da die Pyramidenform Positionierungenauigkeiten über eine schiefe Ebene beim platzieren ausgleichen kann. Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen Wärmetauscher zum Temperieren von zumindest zwei Wärmequellen, wobei der Wärmetauscher die folgenden Merkmale aufweist: eine Kühlplatte mit einer wärmeleitenden Oberfläche; und ein Wärmeübertragungselement gemäß dem hier vorgestellten Ansatz, wobei das Wärmeübertragungselement wärmeleitend mit der wärmeleitenden Oberfläche verbunden ist.

Die Kühlplatte kann Wärme zu- oder abführen, um die Oberfläche auf einem höheren oder niedrigeren Temperaturniveau zu halten, als die Wärmequelle, je nachdem, ob die Wärmequelle geheizt oder gekühlt werden soll. Das Wärmeleitelement kann mit der Kühlplatte stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden sein. Dadurch kann der Wärmetauscher auch Wärme aus den Zwischenräumen der Wärmequellen abführen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Kühlplatte aus mehreren Lagen aufgebaut sein, die zumindest einen Kanal zur Leitung eines Fluids ausbilden, wobei das Wärmeübertragungselement dazu ausgebildet ist, zur Umgebung hin offene Stellen in der Kühlplatte fluiddicht zu verschließen. Durch eine fluiddichte Verbindung des Wärmeübertragungselements mit der Kühlplatte kann der Kanal in der Kühlplatte durchgängig fluiddicht ausgeführt werden, ohne eine Deckplatte für die Kühlplatte zu benötigen. Dadurch können Material und Kosten eingespart werden.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Kühlplatte aus mehreren Lagen aufgebaut sein, die zumindest einen Kanal zur Leitung eines Fluids ausbilden, wobei die Laschen des Wärmeübertragungselements aus einem Deckblech der Kühlplatte ausgebildet sind. Durch eine Stanz-Biegung der Laschen direkt aus einem Deckblech der Kühlplatte kann die Deckplatte besser ausgenutzt werden und eine optimierte Kanalführung in der Kühlplatte erreicht werden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Wärmetauscher ein Deckblech aufweisen, wobei das Wärmeübertragungselement zwischen der Kühlplatte und dem Deckblech angeordnet ist, und wobei sich die Laschen durch Öffnungen in dem Deckblech erstrecken. Dadurch kann eine ebene Grundplatte mit einer maximalen Wärmeübertragungsfläche erreicht werden. Die Laschen können aus Material der Mittellagen gebildet werden, das eine Aussparung in einer der Mittellagen hinterlässt, die als Teil des Kanals verwendet werden kann. Dadurch kann eine verbesserte Materialausnutzung erreicht werden.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, mit folgenden Schritten:

Befestigen einer Grundplatte eines Wärmeübertragungselements auf einer Oberfläche eines Wärmetauschers; und

Biegen einer Mehrzahl von Laschen aus einer Ebene der Grundplatte heraus, um eine Struktur zur Aufnahme von Festkörpern zu bilden.

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

Fig. 1 a, 1 b, 2a, 2b, 3a, 3b je eine Darstellung eines Wärmeübertragungselements gemäß dem hier vorgestellten Ansatz mit drei Laschen pro Zwischenraum; Fig. 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b je eine Darstellung eines weiteren Wärmeübertragungselements gemäß dem hier vorgestellten Ansatz mit zwei Laschen pro Zwischenraum;

Fig. 7 eine Darstellung eines Wärmetauschers mit Zelladaption und schichtweisem Aufbau; und

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Wärmetauschers gemäß dem hier vorgestellten Ansatz.

In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele 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.

Fig. 1 a zeigt eine Darstellung eines Teilbereichs eines Wärmeübertragungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist eine Draufsicht auf einen Zustand nach einem ersten Fertigungsschritt des Trennens. Aus Plattenmaterial sind Umrisse einer Grundplatte und einer Vielzahl von Laschen 102 als symmetrisches Stanzbild ausgeschnitten. Die Laschen weisen eine Trapezform auf und sind mit der breiteren der parallelen Seiten mit der Grundplatte verbunden. Die Laschen 102 und die Grundplatte sind in einer Ebene angeordnet. Je drei Laschen gehen von einem Knotenpunkt 104 in der Grundplatte aus. Die drei Laschen 102 sind regelmäßig sternförmig angeordnet. Je zwei der Laschen 102 stehen in einem Winkel von 120° zueinander. Je sechs Knotenpunkte 104 der Grundplatte sind gleichmäßig um einen kreisförmigen Ausschnitt verteilt. Durch diese Anordnung ragen je sechs Laschen 102 in den kreisförmigen Ausschnitt hinein. Der kreisförmige Ausschnitt ist mit einem Mittellinienkreuz gekennzeichnet. Neben dem ersten kreisförmigen Ausschnitt ist ein weiterer kreisförmiger Ausschnitt angeordnet. Beide Ausschnitte grenzen gemeinsam an zwei der Knotenpunkte 104. Insgesamt ist in Fig. 1 a ein Teilbereich einer Ausschnittsvorlage dargestellt. Zwei vollständige Ausschnitte und acht weitere unvollständige Ausschnitte sind dargestellt. Die Ausschnitte bilden ein regelmäßiges Muster. Je drei Ausschnitte sind gleich weit voneinander entfernt angeordnet. Dadurch ergibt sich eine Struktur, ähnlich einer Wabenstruktur. Der dargestellte Teilbereich bildet zehn Knotenpunkte 104 ab. Da jeder der Knotenpunkte 104 drei Laschen 102 aufweist, bildet der dargestellte Teilbereich 30 Laschen 102 ab.

Fig. 1 b zeigt die Darstellung der Fig. 1 a in einer isometrischen Ansicht.

Fig. 2a zeigt eine Darstellung eines Teilbereichs des Wärmeübertragungselements gemäß dem hier vorgestellten Ansatz. Der Teilbereich entspricht dem Teilbereich aus Fig. 1 a. Gezeigt ist eine Draufsicht auf einen Zustand nach einem zweiten Fertigungsschritt des Vorbiegens. Das Plattenmaterial der Laschen 102 ist aus der Ebene der Grundplatte heraus nahezu senkrecht nach oben gebogen. Durch das Vorbiegen sind die Ausschnitte klarer erkennbar. Je drei Laschen 102 um einen Knotenpunkt 104 bilden nun die Seiten eines Dreiecks, dem die Spitzen fehlen.

Fig. 2b zeigt die Darstellung der Fig. 2a in einer isometrischen Ansicht.

Fig. 3a zeigt eine Darstellung eines Teilbereichs des Wärmeübertragungselements gemäß dem hier vorgestellten Ansatz. Der Teilbereich entspricht dem Teilbereich aus Fig. 1 a und Fig. 2a. Gezeigt ist eine Draufsicht auf einen Zustand nach einem dritten Fertigungsschritt des Nachbiegens. Die Laschen 102 rund um einen Knotenpunkt 104 sind über die Senkrechte hinaus in Richtung Mittelpunkt des Knotenpunkts 104 umgebogen und bilden eine dreiseitige Pyramidenstruktur über dem Knotenpunkt 104. An den äußersten Enden der Laschen 102 können sich die Laschen 102 berühren.

Fig. 3b zeigt die Darstellung der Fig. 3a in einer isometrischen Ansicht. Fig. 4a zeigt eine Darstellung eines weiteren Wärmeübertragungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Entsprechend Fig. 1 a ist eine Draufsicht auf einen Teilbereich in einem Zustand nach einem ersten Fertigungsschritt des Trennens gezeigt. Im Unterschied zu Fig. 1 a ist das Trennen mit einem asymmetrischen Stanzbild durchgeführt worden und je zwei Laschen 102 gehen von einem Knotenpunkt 104 in der Grundplatte aus. Die zwei Laschen 102 sind annähernd gegenüberliegend angeordnet. Die zwei Laschen 102 stehen etwa in einem Winkel von 170° zueinander. Durch diese Anordnung ragen je vier Laschen 102 in den kreisförmigen Ausschnitt hinein. Dabei weisen zwei der vier Laschen 102 eine gemeinsame Schnittkante entlang einer Halbierenden des kreisförmigen Ausschnitts auf, zwei weitere der vier Laschen 102 sind entlang einer Sehne des kreisförmigen Ausschnitts angeordnet. Der dargestellte Teilbereich bildet zehn Knotenpunkte 104 ab. Da jeder der Knotenpunkte 104 zwei Laschen 102 aufweist, bildet der dargestellte Teilbereich 20 Laschen 102 ab.

Fig. 4b zeigt die Darstellung der Fig. 4a in einer isometrischen Ansicht.

Fig. 5a zeigt eine Darstellung eines weiteren Wärmeübertragungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Entsprechend Fig. 2a ist eine Draufsicht auf einen Teilbereich in einem Zustand nach einem zweiten Fertigungsschritt des Vorbiegens gezeigt. Je zwei Laschen 102 um einen Knotenpunkt 104 stehen nahezu senkrecht aus der Ebene der Grundplatte hervor und bilden nun ein Paar.

Fig. 5b zeigt die Darstellung der Fig. 5a in einer isometrischen Ansicht.

Fig. 6a zeigt eine Darstellung eines weiteren Wärmeübertragungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Entsprechend Fig. 3a ist eine Draufsicht auf einen Teilbereich in einem Zustand nach einem dritten Fertigungsschritt des Nachbiegens gezeigt. Je zwei der Laschen 102 sind mit ihren Spitze zueinander über einem der Knotenpunkte 104 gebogen. An einem Fuß der Laschen 102 ist eine Sicke eingearbeitet, die die Laschen 102 weiter zur Mitte des Knotenpunkts 104 zusammenstehen lässt.

Fig. 6b zeigt die Darstellung der Fig. 6a in einer isometrischen Ansicht.

Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt eine Ausführungsform einer Zelladaption als Stanzbiegeteil. Dabei wird die gewünschte Konturierung der Oberfläche der Wärmeleitadaption durch Umformung von Blechlaschen erreicht. Die Figuren 1 a bis 6b illustrieren den Grundgedanken am Beispiel einer Zelladaption für Rundzellen.

Zunächst wird ein planarer Blechzuschnitt angefertigt, im nächsten Schritt werden die für die Wärmeleitung benötigten Blechlaschen hochgestellt (1 . Biegestufe - 88°), um abschließend in Ihre endgültige Form geformt zu werden (2. Biegestufe - 1 10°). Im dargestellten Fall (zweistufiger Prozess) bilden die umgeformten Blechenden die Wärmeleitstäbe wie sie für Batterierundzellen Verwendung finden. Für Batterieflachzellen bietet es sich an, die wärmeleitenden Blechabschnitte statt kreisförmig parallel anzuordnen. Neben einer reinen Stanz-Biegeteildarstellung kann auch ein Tiefziehschritt in den Prozess aufgenommen werden, um schalenförmige Strukturen zu bilden. Rasthaken und/oder Verbindungselemente können ebenfalls durch Umformen statt durch Guss dargestellt werden.

Um längere Laschen darstellen zu können und die Umformschritte zu reduzieren, bietet es sich an, ein asymmetrisches Stanzbild zu erzeugen. Im Gegensatz zur symmetrischen Variante können im Fall der hier beispielhaft aufgeführten Rundzellenanbindung keine pyramidenförmigen Zwickel mehr ausgebildet werden; die Laschen stehen lediglich in axialer Zellrichtung hoch.

Statt des separaten Bauteils„Zelladaption", das auf ein oberes Deckblech einer Schichtblechkühlplatte aufgebracht wird, kann das obere Deckblech der Kühlplatte in der dargestellten Weise als Zelladaption ausgeführt werden. Die Kühl- mittel führenden Kanäle sind dabei so geführt, dass die plan verbleibenden Blechabschnitte der Zelladaption ausreichen, um die Kühlkanäle der Kanalbleche abzudecken.

Neben einer separaten Zelladaption und einer integralen Zelladaption aus dem oberem Deckblech, bietet es sich aus morphologischen Überlegungen auch an, die wärmeleitenden Laschen aus einer oder mehreren der für die Wärmesenke verbauten Schichtblechlagen (z.B. einem Kanalblech - vgl. Fig. 7 ) darzustellen und über Durchbrüche in der Wärmesenke und/oder dem Deckblech in Richtung der Batteriezellen hochzustellen. Durch geringe Materialdicken kann ein geringerer Materialeinsatz als bei einem Gussteil erreicht werden. l.d.R. ist ein Biegewerkzeug preisgünstiger - vor allem bei kleineren Serien - als ein Druck- guss-Werkzeug. Die Zelladaption kann verrastet werden oder an einem thermischem Fügeprozess (Löten) teilnehmen. Eine erhöhte Packungsdichte kann durch nachträgliches Aufstellen der Laschen erhalten werden. Ein für die Wärmeleitung vorteilhafter Stoffschluss zwischen Zelladaption und Wärmesenke kann erreicht werden.

Fig. 7 zeigt einen prinzipiellen Aufbau eines Wärmetauschers aus mehreren Lagen Plattenmaterial und einem Wärmeübertragungselement. Der Wärmetauscher besteht aus einer Kühlplatte, die aus Kanalblechen 702 und Deckblechen 704 aufgebaut ist. Auf einem der Deckbleche 704 ist ein Wärmeübertragungselement 706 angeordnet. Deckplatte 704 und Wärmeübertragungselement 706 sind wärmeleitend miteinander verbunden. Die Kanalbleche 702 weisen Aussparungen auf, die einen Kanal für ein Fluid ausbilden, wenn die Bleche der Kühlplatte fluiddicht miteinander verbunden sind. Durch den Kanal kann ein Fluid fließen und Wärme zu- oder abtransportieren. Durch das Wärmeübertragungselement 706 kann Wärme besser aus Zwischenräumen zwischen hier nicht abgebildeten Wärmequellen abtransportiert werden. Dafür weist das Wärmeübertragungselement 706 eine wärmeleitende Struktur auf, die in die Zwischenräume hineinreicht. Als Wärmeübertragungselement 706 kann ein Wärmeübertragungselement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegen- den Erfindung eingesetzt werden. Das Wärmeübertragungselement 706 kann beispielsweise mittels Rasthaken auf der Deckplatte befestigt sein.

Mit anderen Worten zeigt Fig. 7 einen prinzipiellen Aufbau eines Wärmeübertragers mit einer Adaption für Batteriezellen. Eine Ausführungsform ist ein Wärmeleitelement zur Kontaktkühlung von Festkörpern. Für eine Weiterentwicklung einer kosteneffizienten Kühlplatte zur Kühlung insbesondere von Li-Ion Batterien und EE-Komponenten wird eine Kühlplatte aus Blechpaketen aufgebaut. Durch diesen Ansatz wird es möglich, Kanalstrukturen in Kühlplatten ohne eine spanabhebende Bearbeitung zu realisieren, was eine deutliche Absenkung der Herstellkosten ermöglicht. Unter Anderem kann als alternative Konstruktionsform durch Verprägen von Stegen die Mindestanzahl der Kanalbleche von 2 auf 1 reduziert werden. Statt aus aufgestapelten Blechen kann eine Kühlplatte auch aus parallel nebeneinander geführten Flachrohren aufgebaut werden.

Bei Pouchzellen („Zellen in Vakuumtüten") oder bei Rundzellen (zylindrisches Hardcase) wird bei stirnseitiger Zellkühlung eine Zelladaption benötigt. So können zur Unterstützung der Wärmeleitung hin zur Kühlplatte bei Pouchzellen Bleche verwendet werden, die zwischen den Zellstapeln verklebt oder verpresst werden und an den Stirnseiten zur Kühlplatte hin eine Oberflächenvergrößerung i.d.R. durch Umformung (L-Winkel) des Kühlblechs aufweisen. Die Adaption von Rundzellen an einen Kühler oder ein Tragwerk ist aufgrund der zylindrischen Geometrie mit Schwierigkeiten verbunden. Neben einer Aufdickung oder Konturierung des Zellmantels können bei einem Zellverbund in die Zwickel zwischen den Zellen wärmeleitende Stäbe o.ä. eingebracht werden.

Um die Anzahl der Bauelemente zu minimieren, die Festigkeit zu verbessern oder die Wärmedurchgangswiderstände zu optimieren kann die Funktion der Zelladaption in die Funktion der Wärmesenke integriert werden, d.h. die Wärmesenke erhält eine konturierte Oberfläche. Druckguss als wirtschaftliches Herstellungsverfahren komplexer Geometrien scheidet bei geringen Wandstärken oder der Verwendung von Kältemittel (HVAC-System) aus Dichtheitsgrün- den aus (Porosität). Daher wird gemäß einer Ausführungsform des vorgestellten Ansatzes eine Zelladaptionsgeometrie über ein Stanzbiegeteil dargestellt.

Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Fertigungsverfahrens zur Herstellung eines Wärmetauschers/Wärmeübertragers gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen Ansatzes. Auf einen Schritt 802 des Trennens folgt ein Schritt 804 des Fügens, und ein Schritt 806 des Umformens. Im Schritt 802 des Trennens werden mehrere Platten entlang vorgegebener Pfade oder Schnittkanten mit Ausschnitten versehen. Dabei kann ein Teilbereich der Platten als Abfall anfallen. Ein anderer Teilbereich kann unvollständig herausgetrennt werden, wenn dieser andere Teilbereich im Schritt 806 des Umformens verbogen werden soll. Im Schritt 804 des Fügens werden die Platten an vorgegebenen Flächen gefügt. An den vorgegebenen Flächen können die Platten stoffschlüssig und/oder formschlüssig zusammengefügt werden. Durch das Fügen 804 werden die Platten fluiddicht miteinander verbunden. Im Schritt 806 des Umformens werden vorgegebene Bereiche aus der Ebene der Platten heraus gebogen oder gezogen. Damit entsteht eine Strukturierung eines Wärmeübertragungselements gemäß dem hier vorgestellten Ansatz und die gebogenen Bereiche können Wärme aus Zwischenräumen zwischen Wärmequellen zu dem Wärmetauscher ableiten.

Damit wird die die Verbindung von zwei Funktionselementen (Zelladaption und Wärmesenke) erreicht. Bisher werden Wärmesenken aus Blechen und Rohren aufgebaut.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.