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Title:
TEMPERATURE CONTROL DEVICE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF A BATTERY COMPONENT AND BATTERY HOUSING HAVING A TEMPERATURE CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/008538
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a temperature control device (1) for controlling the temperature of an interior (2) of a battery housing (3) and/or a battery component received in a battery housing (3), comprising a temperature control plate (5), having at least one temperature control medium channel (4), for controlling the temperature of the interior (2) of the battery housing (3) and/or the battery component received in the battery housing (3), the temperature control plate (5) forming a plate plane, and a temperature control medium distributor (6) for supplying a temperature control medium to the temperature control medium channel (4) and for discharging the temperature control medium after it has flown through the temperature control medium channel (4), the temperature control medium distributor (6) being connected to the temperature control plate (5) via a single common sealing plane (7), and the sealing plane (7) and the the plate plane enclosing an angle that is less than 90°. The invention also relates to a battery housing (3) having an interior (2) for receiving at least one battery component, said battery housing having a temperature control device (1).

Inventors:
HAUSSMANN JOCHEN (DE)
MEYER MARIO (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/068709
Publication Date:
January 13, 2022
Filing Date:
July 06, 2021
Export Citation:
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Assignee:
WEBASTO SE (DE)
International Classes:
H01M10/6554; H01M10/613
Foreign References:
US20200161728A12020-05-21
CN107078367A2017-08-18
DE102017105047A12018-09-13
DE102017105048A12018-09-13
DE102018104680A12019-09-05
CN209675450U2019-11-22
Attorney, Agent or Firm:
NORDMEYER, Philipp (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Temperierungsvorrichtung (1) zum Temperieren eines Innenraums (2) eines

Batteriegehäuses (3) und/oder einer in einem Batteriegehäuse (3) aufgenommenen Batteriekomponente, umfassend eine mindestens einen Temperierungsmedienkanal (4) aufweisende Temperierungsplatte (5) zum Temperieren des Innenraums (2) des Batteriegehäuses (3) und/oder der in dem Batteriegehäuse (3) aufgenommenen Batteriekomponente, wobei die Temperierungsplatte (5) eine Plattenebene ausbildet, und einen Temperierungsmedienverteiler (6) zum Zuführen eines Temperierungsmediums zu dem Temperierungsmedienkanal (4) und zum Abführen des Temperierungsmediums, nachdem es den Temperierungsmedienkanal (4) durchflossen hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierungsmedienverteiler (6) an der Temperierungsplatte (5) über eine einzige gemeinsame Dichtungsebene (7) angebunden ist, und die Dichtungsebene (7) mit der Plattenebene einen Verbindungswinkel (8) einschließt, der kleiner als 90° ist.

2. Temperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Verbindung zwischen dem Temperierungsmedienverteiler (6) und der Temperierungsplatte (5) wie eine Gehrung ausgebildet ist und die Gehrung bevorzugt dadurch realisiert ist, dass die Dichtungsebene (7) durch eine Stirnfläche der Temperierungsplatte (5) und eine Stirnfläche des Temperierungsmedienverteilers (6) realisiert wird, die jeweils zueinander angewinkelt sind, bevorzugt jeweils um 45°.

3. Temperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Temperierungsmedienverteilers (6) an die Temperierungsplatte (5) in der genau einen Dichtungsebene (7) sowohl den Temperierungsmedienkanal (4) der Temperierungsplatte (5) gegenüber der Umgebung abdichtet, als auch eine Temperierungsmedienverbindung zwischen dem Temperierungsmedienkanal (4) und dem Temperierungsmedienverteiler (6) abdichtet.

4. Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungsplatte (5) eine Bodenplatte des Batteriegehäuses (3) ausbildet und der Temperierungsmedienverteiler (6) zumindest einen Teil einer Seitenwand des Batteriegehäuses (3) ausbildet.

5. Temperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest als Teil einer Seitenwand des Batteriegehäuses (3) ausgebildete Temperierungsmedienverteiler (6) in der Plattenebene nicht über die als Bodenplatte des Batteriegehäuses (3) ausgebildete Temperierungsplatte (5) hinausragt.

6. Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierungsmedienverteiler (6) einen Zulaufkanal (9) zum Zuführen des Temperierungsmediums zu dem Temperierungsmedienkanal (4) und einen Rücklaufkanal (10) zum Abführen des Temperierungsmediums, nachdem es den Temperierungsmedienkanal (4) durchflossen hat, aufweist, wobei der Zulaufkanal (9) und der Rücklaufkanal (10) entlang der zur Plattenebene orthogonalen Höhenrichtung des Temperierungsmedienverteilers (6) zueinander überlappungsfrei versetzt sind.

7. Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierungsmedienverteiler (6) einen Zulaufkanal (9) zum Zuführen des Temperierungsmediums zu dem Temperierungsmedienkanal (4) und einen Rücklaufkanal (10) zum Abführen des Temperierungsmediums, nachdem es den Temperierungsmedienkanal (4) durchflossen hat, aufweist, wobei der Zulaufkanal (9) und der Rücklaufkanal (10) entlang einer Breitenrichtung des Temperierungsmedienverteilers (6) zueinander teilweise versetzt sind, sodass sie sich in der horizontalen Richtung teilweise überlappen.

8. Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (9) und der Rücklaufkanal (10) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben. 9. Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungsplatte (5) und der Temperierungsmedienverteiler (6) aus demselben Werkstoff sind. 10. Batteriegehäuse (3) mit einem Innenraum (2) zur Aufnahme mindestens einer

Batteriekomponente, umfassend eine Temperierungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zur Temperierung des Innenraums (2) und/oder einer in dem Innenraum (2) aufgenommenen Batteriekomponente.

Description:
Temperierungsvorrichtung zum Temperieren einer Batte riekom ponente und Batteriegehäuse mit Temperierungsvorrichtung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperierungsvorrichtung zum Temperieren eines Innenraumes eines Batteriegehäuses und/oder zum Temperieren mindestens einer in einem Innenraum eines Batteriegehäuses aufgenommenen Batteriekomponente. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Temperierungsvorrichtung zum Temperieren eines Innenraums eines Batteriegehäuses oder von in dem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriekomponenten zum Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen oder Nutzfahrzeugen.

Stand der Technik

Zum Temperieren von Innenräumen von Batteriegehäusen und/oder zum Temperieren von Batteriekomponenten, welche in einem Innenraum eines Batteriegehäuses aufgenommen sind, ist es bekannt, eine Temperierungsplatte bereitzustellen, welche von einem Temperierungsmedium durchflossen wird. Hierbei kann beispielsweise ein gekühltes oder ein beheiztes Temperierungsmedium die Temperierungsplatte durchfließen und auf diese Weise eine Temperaturerhöhung oder eine Temperaturreduktion in dem Innenraum des Batteriegehäuses und/oder direkt an den jeweils mit der Temperierungsplatte thermisch verbundenen Komponenten bewirken.

Auf diese Weise ist es möglich, den Innenraum eines Batteriegehäuses und insbesondere die in einem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriekomponenten wie beispielsweise Batteriemodule, in welchen die eigentlichen Batteriezellen aufgenommen sind, oder Steuer- oder Leistungselektronik zur Steuerung oder Regelung der von der Batterie abgegebenen Leistung, entsprechend zu temperieren.

Besonders bei der Verwendung von Batterien in Personenkraftfahrzeugen oder Nutzfahrzeugen ist eine Temperierung der Batteriezellen und/oder der die Batteriezellen aufnehmenden Batteriemodule von Bedeutung, um die Batteriezellen in einem optimierten Temperaturbereich betreiben zu können.

Dies ist in Kraftfahrzeugen umso mehr von Bedeutung, da Kraftfahrzeuge bei den unterschiedlichsten Umgebungstemperaturbedingungen betrieben werden, beispielsweise im Sommer bei hoher Sonneneinstrahlung mit entsprechend hohen Temperaturen oder im Winter in Schnee und Eis, bei besonders tiefen Temperaturen. Sowohl bei besonders hohen Temperaturen als auch bei besonders tiefen Temperaturen können in Fahrzeugen zum Aufbau von Traktionsbatterien verwendete Batteriezellen nicht mehr optimal betrieben werden und es kann sogar dazu kommen, dass die Batteriezellen durch zu hohe Temperaturen zerstört werden oder durch zu niedrige Temperaturen keine Leistung mehr abgeben oder aufnehmen können.

Entsprechend kann über das Bereitstellen eines temperierten Temperierungsmediums, welches mindestens einen Temperierungsmedienkanal in der Temperierungsplatte durchfließt, ein entsprechender Wärmetransport und damit eine Temperierung bereitgestellt werden.

Der Aufbau einer Temperierungsplatte ist prinzipiell bekannt. Die Offenlegungsschrift DE 10 2017 105 047 A1 offenbart eine Temperierungsplatte, auch Batterieträger genannt, für die Aufnahme zumindest eines elektrischen Batteriemoduls. Jener Batterieträger weist einen plattenförmigen Hohlkanalkörper auf, innerhalb dessen ein Wärmetauscher zur Temperierung des elektrischen Batteriemoduls ausgebildet ist. An einer Stirnseite des Hohlkanalkörpers ist ein Fluidsammler ausgebildet, welcher aus dem Hohlkanalkörper austretendes Fluid aufnimmt und an einen Fluidabführkanal weiterleitet. Auf diese Weise zielt jene Offenlegungsschrift darauf ab, eine zusätzliche Funktionalität, nämlich die der Kühlung bzw. Erwärmung, in den Batterieträger zu integrieren.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2017 105 048 A1 offenbart ebenso einen Batterieträger für die Aufnahme zumindest eines elektrischen Batteriemoduls. Die grundsätzliche Funktionalität aus dieser Offenlegungsschrift gleicht jener aus der zuvor vorgestellten Offenlegungsschrift. Lediglich in der strukturellen Umsetzung sind Unterschiede vorhanden.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2018 104680 A1 ist ein Kühlsystem zur Temperierung einer Traktionsbatterie offenbart. Hierfür sind in einer Kühlplatte paarweise Kühlkanäle, nämlich als Vorlauf und als Rücklauf, ausgebildet. Der Vorlauf wird von einem Sammlerelement gespeist, der Rücklauf mündet in eine außerhalb des Sammlerelements angeordnete Haube. Auf diese Weise zielt jene Offenlegungsschrift darauf ab, ein kompaktes und kostengünstiges Kühlsystem zum Kühlen einer Traktionsbatterie bereitzustellen.

Aus dem chinesischen Gebrauchsmuster CN 209675450 U ist ein weiteres Element zum Sammeln von Wasser als Temperierungsmedium bekannt. Hierfür wird eine Platte mit dem Element zum Sammeln verbunden, um ein Abführen des Wassers zu ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Temperierungsvorrichtung zum Temperieren eines Innenraumes eines Batteriegehäuses und/oder zum Temperieren mindestens einer in einem Innenraum eines Batteriegehäuses aufgenommenen Batteriekomponente sowie ein verbessertes Batteriegehäuse bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch eine Temperierungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Batteriekomponente gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Entsprechend wird eine Temperierungsvorrichtung zum Temperieren eines Innenraums eines Batteriegehäuses und/oder einer in einem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriekomponente vorgeschlagen. Unter einem Temperieren kann, abhängig von den jeweils vorherrschenden Umgebungsbedingungen, ein Erwärmen oder ein Kühlen verstanden werden. Ein Batteriegehäuse kann zumindest eine Batteriekomponente aufnehmen. Eine Batteriekomponente kann beispielsweise ein Batteriezellen aufnehmendes Batteriemodul sein.

Die Temperierungsvorrichtung weist eine Temperierungsplatte zum Temperieren des Innenraums des Batteriegehäuses und/oder der in dem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriekomponente auf. Die Temperierungsplatte weist mindestens einen Temperierungsmedienkanal auf. Der Temperierungsmedienkanal kann innerhalb der Temperierungsplatte angeordnet sein, sodass die Temperierungsplatte zumindest teilweise hohl ist.

Die Temperierungsplatte bildet eine Plattenebene aus. Auf diese Weise kann die Temperierungsplatte neben der Temperierungsfunktion auch eine Halte- und Arretierungsfunktion für die Batteriekomponente realisieren. Die Plattenebene kann eine von zwei Vektoren aufgespannte Ebene sein und sich in eine Breitenrichtung und eine Tiefenrichtung erstrecken.

Die Temperierungsvorrichtung weist einen Temperierungsmedienverteiler zum Zuführen eines Temperierungsmediums zu dem Temperierungsmedienkanal und zum Abführen des Temperierungsmediums, nachdem es den Temperierungsmedienkanal durchflossen hat, auf. Der Temperierungsmedienverteiler kann ein zur Temperierungsplatte separat ausgebildetes Bauteil sein. Der Temperierungsmedienverteiler kann sich neben der Breitenrichtung und der Tiefenrichtung der Plattenebene auch in eine orthogonal zur Plattenebene verlaufenden Höhenrichtung erstrecken. Der Temperierungsmedienverteiler kann mit der Temperierungsplatte funktional derart gekoppelt sein, dass einerseits der Wärmeübergang auf das Temperierungsmedium und andererseits der thermische Wirkungsgrad bezüglich der Strömung des Temperierungsmediums möglichst effizient sind.

Der Temperierungsmedienverteiler der Temperierungsvorrichtung ist an der Temperierungsplatte über eine einzige gemeinsame Dichtungsebene angebunden. Unter einer Dichtungsebene kann eine sich in zwei Dimensionen erstreckende Schnittstelle verstanden werden, welche zwischen einem ersten Bauteil, vorliegend der Temperierungsplatte, und einem zweiten Bauteil, vorliegend dem Temperierungsmedienverteiler, ausgebildet ist. Die Dichtungsebene kann somit aus dem Zusammenspiel von einer Stirnfläche der Temperierungsplatte und einer Stirnfläche des Temperierungsmedienverteilers gebildet werden. Aufgrund des Fluidaustauschs zwischen der Temperierungsplatte und dem Temperierungsmedienverteiler ist die Schnittstelle abzudichten. Je weniger Dichtungsebenen in einem Bauteil angeordnet sind, desto geringer ist der Montageaufwand, desto geringer ist die Anzahl der zu bearbeitenden Oberflächen, desto geringer ist das Leckagerisiko.

Dadurch, dass erfindungsgemäß nur eine einzige gemeinsame Dichtungsebene zwischen dem Temperierungsmedienverteiler und der Temperierungsplatte vorliegt, können verschiedene Vorteile erreicht werden. So lässt sich beispielsweise der Montageaufwand senken. Außerdem ist nur eine Ebene mechanisch zu bearbeiten, was zu einer technischen Sauberkeit bezüglich Luft- und Kriechstreckenrisiken führt. Weiterhin lässt sich auf diese Weise Gewicht einsparen, da Einzelteile entfallen. Zudem wird die Toleranzauslegung des Gesamtsystems vereinfacht.

Die Dichtungsebene der Temperierungsvorrichtung schließt mit der Plattenebene einen Verbindungswinkel ein, der kleiner als 90° ist. Der Verbindungswinkel kann den Winkel beschreiben, der zwischen der Plattenebene und der Dichtungsebene gebildet ist. Dadurch, dass dieser kleiner als 90° ist, können verschiedene Vorteile erreicht werden. So entfallen auf diese Weise Totzonen im Kühlsystem zwischen der Temperierungsplatte und dem Temperierungsmedienverteiler. Weiterhin ist der benötigte Bauraum aufgrund der aneinander anliegenden Stirnflächen in einer zur Plattenebene winkelversetzten Ebene optimiert.

Mit anderen Worten können so zwei separate Komponenten der Temperierungsvorrichtung, nämlich die Temperierungsplatte und den Temperierungsmedienverteiler, effizient miteinander verbunden werden. Die Verbindung ermöglicht zum einen ein effizientes Betreiben der Temperierungsvorrichtung, da der Austausch des Temperierungsmediums fluidisch und thermisch optimiert ist. Die Verbindung ermöglicht zum anderen eine effiziente Inbetriebnahme der Temperierungsvorrichtung, da die Fertigung sowie die Montage erleichtert sind.

Die Verbindung zwischen dem Temperierungsmedienverteiler und der Temperierungsplatte kann wie eine Gehrung ausgebildet sein. Die Gehrung kann eine Eckverbindung zwischen dem Temperierungsmedienverteiler und der Temperierungsplatte darstellen. Die Gehrung kann dadurch realisiert sein, dass die Dichtungsebene durch eine Stirnfläche der Temperierungsplatte und eine Stirnfläche des Temperierungsmedienverteilers realisiert wird, die jeweils zueinander angewinkelt sind, bevorzugt jeweils um die Winkelhalbierende des Winkels, der zwischen dem Temperierungsmedienverteiler und der Temperierungsplatte liegt, also bevorzugt jeweils um 45°. Auf diese Weise wird eine platzsparende, gleichzeitig robuste und leicht zur Verfügung zu stellende Verbindung erreicht.

Die Anbindung des Temperierungsmedienverteilers an die Temperierungsplatte in der genau einen Dichtungsebene kann sowohl den Temperierungsmedienkanal der Temperierungsplatte gegenüber der Umgebung abdichten, als auch eine Temperierungsmedienverbindung zwischen dem Temperierungsmedienkanal und dem Temperierungsmedienverteiler abdichten. Auf diese Weise wird durch die eine Dichtungsebene mehr als eine Dichtungsfunktion erreicht. Die Abdichtung gegenüber der Umgebung vermeidet eine Leckage des Temperierungsmediums. Die Abdichtung der einzelnen Komponenten zueinander optimiert den Kreislauf des Temperierungsmediums.

Die Temperierungsplatte kann eine Bodenplatte des Batteriegehäuses ausbilden und der Temperierungsmedienverteiler kann zumindest einen Teil einer Seitenwand des Batteriegehäuses ausbilden. Auf diese Weise kann die Temperierungsvorrichtung neben ihrer Temperierungsfunktion auch eine stabile und sichere Halterung einer Batteriekomponente gewährleisten. Weiterhin kann dadurch, dass die Wände des Batteriegehäuses auch eine Temperierungsfunktion einnehmen, ein optimiertes Thermomanagement erreicht werden.

Der zumindest als Teil einer Seitenwand des Batteriegehäuses ausgebildete Temperierungsmedienverteiler kann derart ausgebildet sein, dass er in der Plattenebene nicht über die als Bodenplatte des Batteriegehäuses ausgebildete Temperierungsplatte hinausragt. Die Plattenebene kann in die Breitenrichtung und die Tiefenrichtung ausgebildet sein, wie vorstehend beschrieben. Der Temperierungsmedienverteiler kann derart ausgebildet sein, dass er in der Breitenrichtung nicht über die Bodenplatte hinausragt. Auf diese Weise ist eine bauraumsparende, temperierungsoptimierte Seitenwand realisiert.

Der Temperierungsmedienverteiler kann einen Zulaufkanal zum Zuführen des Temperierungsmediums zu dem Temperierungsmedienkanal und einen Rücklaufkanal zum Abführen des Temperierungsmediums, nachdem es den Temperierungsmedienkanal durchflossen hat, aufweisen, wobei der Zulaufkanal und der Rücklaufkanal entlang der zur Plattenebene orthogonalen Höhenrichtung des Temperierungsmedienverteilers zueinander überlappungsfrei versetzt sind. So kann in der Höhenrichtung der unterste Punkt des einen Kanals, wahlweise des Zulaufkanals oder des Rücklaufkanals, höher gelegen sein als der oberste Punkt des anderen Kanals, also des Rücklaufkanals oder des Zulaufkanals. Dies ermöglicht ein räumlich effizientes Zuführen und Abführen des Temperierungsmediums.

Außerdem können der Zulaufkanal und der Rücklaufkanal entlang einer Breitenrichtung des Temperierungsmedienverteilers zueinander teilweise versetzt sein, sodass sie sich in der horizontalen Richtung und Ausbildung eines Überstands teilweise überlappen. Dies ermöglicht eine optimale Ausnutzung des im Temperierungsmedienverteiler vorhandenen Volumens.

Der Zulaufkanal und der Rücklaufkanal können einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben. Weiterhin kann der Temperierungsmedienverteiler in seiner Gesamtheit einen im Querschnitt einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Dies optimiert weiter die Ausnutzung des im Temperierungsmedienverteiler vorhandenen Volumens.

Die Temperierungsplatte und der Temperierungsmedienverteiler können aus demselben Werkstoff sein. Dies vereinfacht ein effizientes Abdichten aufgrund der gemeinsamen thermischen Eigenschaften. Die Temperierungsplatte und der Temperierungsmedienverteiler können mittels Strangpressen hergestellt sein. Dies kann die Handhabung in der Fertigung sowie der Montage begünstigen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Batteriegehäuse mit einem Innenraum zur Aufnahme mindestens einer Batteriekomponente. Das Batteriegehäuse hat eine Temperierungsvorrichtung gemäß dieser Offenbarung zur Temperierung des Innenraums und/oder einer in dem Innenraum aufgenommenen Batteriekomponente.

Bevorzugt steht die Temperierungsplatte über eine den Innenraum begrenzende Wand des Batteriegehäuses hinaus und der Temperierungsmedienverteiler ist außerhalb des Innenraums an der Temperierungsplatte angeordnet. Bevorzugt ist der Temperierungsmedienverteiler auf der Temperierungsplatte in einem Bereich angeordnet, welcher außerhalb eines abgeschlossenen Innenraums eines Batteriegehäuses angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass der Temperierungsmedienverteiler außerhalb eines im Wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Innenraums des Batteriegehäuses angeordnet ist. Hiermit kann vermieden werden, dass bei Leckagen an dem Temperierungsmedienverteiler und der Temperierungsplatte ein Eintritt beziehungsweise ein Kontakt des Temperierungsmediums mit den stromführenden beziehungsweise stromspeichernden Batteriekomponenten erfolgt.

Kurze Beschreibung der Figuren

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer schematisch dargestellten Temperierungsvorrichtung;

Figur 2 eine schematische Ansicht eines Verbindungswinkels zwischen eine Temperierungsplatte und einen Temperierungsmedienverteiler; und

Figur 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht des Temperierungsmedienverteilers.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführunqsbeispiele

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. In Figur 1 ist schematisch eine Temperierungsvorrichtung 1 zum Temperieren eines Innenraums 2 eines schematisch angedeuteten Batteriegehäuses 3 beziehungsweise zum Temperieren einer in dem Batteriegehäuse 3 aufgenommenen, hier nicht weiter gezeigten, Batteriekomponente gezeigt.

Die Batteriekomponente, die in dem Innenraum 2 des Batteriegehäuses 3 aufgenommen ist, kann beispielsweise ein Batteriemodul zur Aufnahme und/oder Organisation mehrerer Batteriezellen oder beispielsweise eine Steuer- oder Leistungselektronik sein, welche jeweils einen Temperierungsbedarf aufweisen.

Die Temperierungsvorrichtung 1 umfasst eine schematisch gezeigte Temperierungsplatte 5, welche einen Temperierungsmedienkanal 4 aufweist, welcher von einem Temperierungsmedium durchflossen werden kann. Das Temperierungsmedium wird in einer hier nicht gezeigten und an sich prinzipiell bekannten Temperierungsvorrichtung wie beispielsweise einer Heizanlage oder einer Kühlanlage temperiert und kann entsprechend eine Erwärmung oder eine Kühlung in die Temperierungsplatte 5 eintragen und damit eine Temperierung des Innenraums 2 des Batteriegehäuses 3 und/oder der in dem Batteriegehäuse 3 aufgenommenen Batteriekomponenten erreichen. Die in dem Batteriegehäuse 3 aufgenommenen Batteriekomponenten können bevorzugt in direktem thermischen Kontakt mit der Temperierungsplatte 5 stehen, um eine effiziente Wärmeübertragung zu erreichen.

Die Temperierungsplatte 5 kann beispielsweise in Form eines Strang pressprofils oder auch in Form mehrerer, beispielsweise nebeneinander angeordneter, Strangpressprofile bereitgestellt sein. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Temperierungsplatte 5 auch aus einzelnen Komponenten aufgebaut sein. In der Temperierungsplatte 5 ist mindestens ein Temperierungsmedienkanal 4 eingebracht.

Durchfließt ein Temperierungsmedium den Temperierungsmedienkanal 4 in der Temperierungsplatte 5, so kann das Temperierungsmedium entsprechend Wärmeenergie oder Kälteenergie transportieren, beispielsweise zur Erwärmung der in dem Batteriegehäuse 3 aufgenommenen Batteriekomponenten beziehungsweise zur Kühlung dieser Batteriekomponenten. Je nachdem, welche Temperatur das den Temperierungsmedienkanal 4 durchfließende Temperierungsmedium relativ zu der Temperatur im Batteriegehäuse 3 beziehungsweise relativ zu der Temperatur der jeweiligen Batteriekomponente aufweist, kann eine Erhöhung oder eine Senkung der Temperatur des Innenraums 2 des Batteriegehäuses 3 beziehungsweise der in dem Innenraum 2 des Batteriegehäuses 3 aufgenommenen Batteriekomponenten erreicht werden. Die Batteriekomponenten können dabei beispielsweise direkt in wärmeleitendem Kontakt mit der Temperierungsplatte 5 angeordnet sein, um durch direkte Wärmeleitung eine entsprechende Temperierung der Batteriekomponenten zu erreichen. Weiterhin kann ein Temperieren aber auch über Konvektion eines im Innenraum 2 vorliegenden, wärmeleitenden Gases, beispielsweise Luft, erreicht werden.

Die Temperierungsplatte 5 weist bevorzugt ein besonders gut wärmeleitendes Material auf und kann beispielsweise aus einem Metall ausgebildet sein beziehungsweise ein solches umfassen. Dies betrifft insbesondere die Bereiche der Temperierungsplatte 5, welche in direktem Kontakt mit dem Innenraum 2 des Batteriegehäuses 3 beziehungsweise mit den im Innenraum 2 des Batteriegehäuses 5 aufgenommenen Batteriekomponenten stehen.

Um nun das beispielsweise von einer Heizanlage oder Kühlanlage stammende Temperierungsmedium in den Temperierungsmedienkanal 4 der Temperierungsplatte 5 einbringen zu können und aus diesem wieder ableiten zu können, ist ein Temperierungsmedienverteiler 6 vorgesehen, weicher einen Zulaufkanal 9 und einen Rücklaufkanal 10 aufweist.

Der Temperierungsmedienverteiler 6 ist an die Temperierungsplatte 5 über eine einzige gemeinsame Dichtungsebene 7 angebunden. Der Temperierungsmedienverteiler 6 und die Temperierungsplatte 5 sind strukturell derart ausgeformt, dass die Dichtungsebene 7 mit der von der Temperierungsplatte 5 aufgespannten Plattenebene einen Verbindungswinkel 8 einschließt. Dieser ist im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben. Die Dichtungsebene 7 ist nach Art einer Gehrung ausgebildet, welche durch eine Stirnfläche der Temperierungsplatte 5 und eine korrigierende Stirnfläche des Temperierungsmedienverteilers 6 realisiert wird. Die Dichtungsebene 7 weist dadurch, dass sie mit der Plattenebene einen Verbindungswinkel 8 von kleiner als 90° ausformt eine vergrößerte Oberfläche gegenüber einer orthogonalen zur Plattenebene ausgebildeten Kopfseite der Temperierungsplatte 5 auf. Die vergrößerte Oberfläche wirkt sich positiv auf die Stabilität und die Robustheit der Verbindung zwischen der Temperierungsplatte 5 und dem Temperierungsmedienverteiler 6 aus. Außerdem ermöglicht die gegenüber der Plattenebene schräge Dichtungsebene 7 einen vergrößerten Durchgang vom Temperierungsmedienkanal 4 zum Zulaufkanal 9 bzw. dem Rücklaufkanal 10. Dies wirkt sich positiv auf den Wärmeabtransport aus dem Batteriegehäuse 3 aus.

Der Temperierungsmedienverteiler 6 ist in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als Strangpressteil ausgebildet, wobei sich der Zulaufkanal 9 und der Rücklaufkanal 10 in Strangpressrichtung erstrecken und als zwei aneinander angrenzende Kanäle ausgebildet sind. Mit anderen Worten sind der Zulaufkanal 9 und der Rücklaufkanal 10 zueinander derart angeordnet, dass sie sich in der Höhenrichtung des Temperierungsmedienverteilers 6 nicht überlappen. In der Breitenrichtung des Temperierungsmedienverteilers 6 hingegen überlappen sich der Zulaufkanal 9 der Rücklauf 10 zumindest teilweise. Über die teilweise Überlappung ist ein optimales Verhältnis zwischen Bauraumeinsparung einerseits und Wärmeisolation der einzelnen Kanäle 9, 10 andererseits erreicht.

In Figur 2 ist der Verbindungswinkel 8 schematisch dargestellt. Die Temperierungsplatte 5 verläuft entlang der Plattenebene. Der Temperierungsmedienverteiler 6 erstreckt sich in der Höhenrichtung orthogonal zur Plattenebene. Daraus, dass die Stirnfläche der Temperierungsplatte 5 und die Stirnfläche des Temperierungsmedienverteiler 6 jeweils angewinkelt zur Plattenebene ausgestaltet sind, resultiert der Verbindungsweg 8 von weniger als 90°. Bevorzugt sind die jeweiligen Stirnflächen mit jeweils 45° angewinkelt, sodass der Verbindungsweg 8 ebenfalls 45° beträgt.

In Figur 3 ist die Anbindung des Temperierungsmedienverteilers 6 an die Temperierungsplatte 5 unter Ausbildung des Verbindungswinkels 8 entlang der Dichtungsebene 7 vergrößert dargestellt. Der Zulaufkanal 9 ist gegenüber dem Rücklaufkanal 10 in der Breitenrichtung teilweise überlappend angeordnet. Hieraus resultiert ein Überstand 11 des Rücklaufkanals 10 gegenüber dem Zulaufkanal 9. Der Überstand 11 ermöglicht die bauraumoptimierte Ausgestaltung eines Verbindungskanals 12, welcher den Zulaufkanal 9 mit dem Temperierungsmedienkanal 4 in der Temperierungsplatte 5 verbindet. Durch den Zulaufkanal 9 wird das Temperierungsmedium dem Temperierungsmedienkanal 4 der Temperierungsplatte 5 zugeführt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel und in der in Figur 3 gezeigten Schnittdarstellung wird dies darüber erreicht, dass ein Verbindungskanal 12 in dem Temperierungsmedienverteiler 6 vorgesehen ist, um ein Temperierungsmedium aus dem Zulaufkanal 9 in den Temperierungsmedienkanal 4 der Temperierungsplatte 5 einzuleiten.

Der Rücklaufkanal 10 steht seinerseits ebenfalls mit dem Temperierungsmedienkanal 4 der Temperierungsplatte 5 über einen Verbindungskanal in Kommunikation, um auf diese Weise das Zurücklaufen des Temperierungsmediums aus der Temperierungsplatte 5 heraus wieder in den Temperierungsmedienverteiler 6 zu ermöglichen. Der Verbindungskanal des Rücklaufkanals 10 zum Temperierungsmedienkanal 4 ist in Figur 3 nicht dargestellt. Beispielsweise ist diese Verbindung des Temperierungsmedienkanals 4 der Temperierungsplatte 5 mit dem Rücklaufkanal 10 an einem der Verbindung mit dem Zulaufkanal 9 gegenüber liegenden Ende des jeweiligen Temperierungsmedienkanals 4 vorgesehen. Damit kann ein Temperierungsmedium aus dem Zulaufkanal 9 über den Verbindungskanal 12 in den Temperierungsmedienkanal 4 der Temperierungsplatte 5 eintreten, den Temperierungsmedienkanal 4 innerhalb der Temperierungsplatte 5 im Wesentlichen vollständig durchfließen, und dann nach Abgabe beziehungsweise Aufnahme von Wärmeenergie, durch den entsprechenden Verbindungskanal hindurch wieder in den Rücklaufkanal 10 des Temperierungsmedienverteilers 6 zurückfließen.

Der Temperierungsmedienkanal 4 kann dabei in der Temperierungsplatte 5 beispielsweise mäanderförmig, schleifenförmig oder in einer anderen sinnvollen Form ausgebildet sein, so dass der Zulauf und der Rücklauf des Temperierungsmediums an derselben Seite der Temperierungsplatte 5 stattfinden kann. Mit anderen Worten können Zulauf und Rücklauf mit einem Temperierungsmedienverteiler 6 erreicht werden, der nur an einer Seite der Temperierungsplatte 5 angeordnet ist.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Bezuaszeichenliste

1 Temperierungsvorrichtung

2 Innenraum

3 Batteriegehäuse 4 Temperierungsmedienkanal

5 Temperierungsplatte

6 Temperierungsmedienverteiler

7 Dichtungsebene

8 Verbindungswinkel 9 Verteilerzulauf

10 Verteilerablauf

11 Überstand

12 Verbindungskanal

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