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WO2023031406A1 - Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches batteriemodul eines elektroantriebs - Google Patents

Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches batteriemodul eines elektroantriebs Download PDF

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Publication number
WO2023031406A1
WO2023031406A1 PCT/EP2022/074461 EP2022074461W WO2023031406A1 WO 2023031406 A1 WO2023031406 A1 WO 2023031406A1 EP 2022074461 W EP2022074461 W EP 2022074461W WO 2023031406 A1 WO2023031406 A1 WO 2023031406A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling device
battery cooling
flow
areas
plates
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/074461
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Muhr
Lutz-Eike Elend
Björn SCHOLEMANN
Bünyamin ÖZCAN
Christian BEGEMANN
Fabian De Luca
Elisabeth Danger
Original Assignee
Muhr Und Bender Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Muhr Und Bender Kg filed Critical Muhr Und Bender Kg
Priority to JP2024513868A priority Critical patent/JP2024531536A/ja
Priority to KR1020247010646A priority patent/KR20240051247A/ko
Priority to EP22773429.0A priority patent/EP4396889A1/de
Priority to CN202280059659.7A priority patent/CN117957695A/zh
Publication of WO2023031406A1 publication Critical patent/WO2023031406A1/de

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery cooling device for an electric battery module of an electric drive on an electric vehicle.
  • An electric vehicle includes, among other things, an electric machine as a drive source, which is electrically connected to electric battery modules as storage means. In propulsion mode, the electric machine converts electrical energy into mechanical energy to propel the electric vehicle.
  • the electrical battery modules which are also referred to simply as batteries or accumulators, are usually cooled with a battery cooling device.
  • a battery housing for a vehicle driven by an electric motor is known from the publication DE 10 2016 120 826 A1.
  • the battery housing comprises a tray part with a base and side walls formed thereon and a frame structure which surrounds the tray part on the outside and forms a hollow chamber.
  • a housing arrangement for accommodating electrical storage means for an electrically drivable motor vehicle is known from publication DE 10 2018 106 399 A1.
  • the housing assembly includes a tub assembly and a lid assembly.
  • the tray arrangement and/or lid arrangement has a first molded part and a second molded part, which are made of flexibly rolled metallic material and are connected to one another so that they have a variable sheet metal thickness in the longitudinal direction of the respective molded part.
  • a battery holder for a motor vehicle is known from the document DE 10 2016 108 849 B3, which has a floor panel, a laterally surrounding frame and a cover.
  • the floor panel and the frame are made in one piece and are trough-shaped made of a three-layer composite steel as a sheet metal component.
  • An inner layer is formed from an acid-resistant alloy steel and an outer layer is formed from a stainless steel alloy.
  • a battery box with lateral reinforcement is known from the document DE 10 2016 1 15 037 A1.
  • the battery box includes a side wall construction with a connection profile for connecting the battery box to the motor vehicle.
  • a battery box for a traction battery of an electrically operated vehicle is known from the document DE 10 2014 226 566 B3.
  • the battery box includes side walls that are constructed from a strut construction.
  • Document CN 109361037 A discloses an electric vehicle battery pack with a liquid-cooled plate that is expansion molded.
  • a battery cooling arrangement for a motor vehicle is known from publication EP 3 026 753 A1.
  • the battery cooling assembly includes first and second metal sheets that are roll bonded together.
  • the two metal sheets are connected to one another in some areas and are spaced apart from one another in other areas to form cavities in order to form cooling channels.
  • the document DE 10 2016 205 237 A1 discloses a temperature control device of a battery module, which has an essentially closed flow space with a large number of spacer elements.
  • the spacer elements are arranged within the flow space.
  • the temperature control device has a flow deflection unit arranged within the flow space.
  • the current deflection unit has a first end and a second end, the current deflection unit having a longitudinal direction running along the current deflection unit from the first end to the second end.
  • WO 2021/009256 A1 discloses a housing arrangement with a frame, a base and a cover, which form a receiving space for electrical storage means.
  • the frame includes several frame elements made of a metallic Material with a variable sheet thickness over the length.
  • the floor is connected to the frame in such a way that a tight trough is formed.
  • the floor can have an integrated cooling structure through which a coolant can flow.
  • the cooling structure can have parallel connection areas with linear channels in between, or the connection areas are formed by points, so that a lattice-like cooling structure results.
  • An object is to provide a battery cooling device with improved cooling performance.
  • the battery cooling device is used to control the temperature of an electric battery module for an electric drive of an electric vehicle, the battery cooling device forming a flow space that is closed off from the outside for circulating a temperature control fluid, and a large number of flow elements that influence the flow of the temperature control fluid through the flow space are arranged in the flow space.
  • At least some of the flow elements are designed as an elongated web surrounded by a flow on all sides and having at least one head region, with a length of the web in the longitudinal direction being greater than its width transverse to the longitudinal direction and with the head region having an increased width transverse to the longitudinal direction, which is greater than the narrowest width of the web.
  • the width of the web can be reduced to a minimum in areas with a high temperature control requirement in order to increase the surface area in the flow space that is wetted by the temperature control fluid.
  • a minimum web width of 1 mm can be achieved with aluminum sheet, for example.
  • the increased width of the head region avoids excessive thinning in this region due to exposure to service loads, such as cyclic loading, over the lifetime. In spite of the advantageous minimization of the web width, the required service life can thus be achieved.
  • the increased width can be greater by a factor of at least 1.05 than the smallest width of the web.
  • the webs can be advantageous both for flow control and to a targeted structural-mechanical stiffening, whereby the increased width can be larger by a factor of up to 5 than the smallest width of the web.
  • the web can advantageously have a head area at both ends in the longitudinal direction, it being possible for the head areas of a web to differ in shape and dimensions.
  • a flow space closed to the outside is to be understood as meaning a space enclosed in a fluid-tight manner, which can have one or more accesses to the outside in order to be able to supply or drain off the tempering fluid.
  • the flow space is formed between two plates which are connected in regions by roll-bonding, the plates being bonded in bonded areas and widened in unconnected hollow areas, the flow elements being formed by the bonded areas.
  • Roll bonding can also be referred to as roll bonding.
  • the material connection is avoided in the hollow areas by applying a coating before roll cladding.
  • the increased width of the head area advantageously avoids a thinning out in this area when the hollow areas of the flow space between the plates widen, which occurs, for example, by introducing compressed air into the areas between the plates that are not materially connected.
  • the hollow areas can be widened on one side in one of the plates or on both sides in both plates. In both cases, the battery cooling device can have a flat contact surface for the battery cells.
  • the head area can have one of the shapes T-shape, Y-shape, cloverleaf shape, heart shape or round shape, with the designations merely being intended to schematically illustrate the possible shapes.
  • the head area has, for example, one or more curves, with a minimum radius of the curves being greater by a factor of at least 1.3 than a maximum distance between the plates in a hollow area surrounding the head area. The distance is to be understood as the distance between the plates in the direction normal to a main extension plane of the plates.
  • the curves of the shape of the head area, together with the bridge, can be described as a kind of bone shape.
  • a part of the flow elements can be designed as a separating web around which flow occurs on three sides, the flow space being at least has two compartments which are separated from one another by one of the separating webs and which form, for example, a supply line and a return line for the tempering fluid. Flow through the entire flow space is ensured by the flow and return.
  • the separating web can have openings connecting the compartments, the openings along the wall having a total length of less than five percent of the total length of the wall. The openings allow a certain balance between the forward flow and the return flow, which advantageously enables a more homogeneous temperature control performance.
  • part of the flow elements can be designed as a fastening area around which there is a flow on all sides, for connecting the battery cooling device to a battery housing or to the vehicle.
  • the attachment area can also be designed to influence the flow, for example if the attachment area has a greater extent in a rolling direction used in roll-bonding than transversely to the rolling direction.
  • the attachment area has radii of over 5 mm.
  • the flow space can be formed by widened hollow areas in only a first plate of the two plates, with a second plate of the two plates having at least one contact surface for battery modules.
  • the contact surface can in particular have a flatness of less than 1 mm in order to advantageously promote the heat transfer between the battery module and the battery cooling device.
  • the second plate can have widened hollow areas outside of the contact surface, for example in order to influence the flow of the tempering fluid.
  • the battery cooling device can have a trough shape, with the flow space extending over a base area and at least one wall area of the trough shape connected to the base area. Additionally or alternatively, channels connected to the flow space can run in the wall area of the tub shape. The widening of the hollow areas takes place after forming into the trough shape.
  • the trough-shaped battery cooling device can be designed as part of a battery housing, for example as a receiving base trough or as a cover.
  • the battery cooling device can have at least one embossing, the embossing being introduced before or after the widening of the plates. The embossing can serve to accommodate reinforcement elements.
  • a flat surface can advantageously be provided as a contact surface for the battery cells, for example.
  • the embossing in the area of the flow space is made in particular before the plates are widened.
  • the embossing can serve to form sealing beads outside of the flow space.
  • the embossing outside of the flow space can be introduced after the widening.
  • the flow space can have at least one channel in which the hollow area extends to an edge of the battery cooling device, so that the flow space is open to the outside.
  • a fluid connection aligned in the longitudinal direction of the channel can advantageously be connected to the channel in order to introduce or discharge cooling fluid.
  • the fluid flow through the fluid connection aligned in the longitudinal direction of the channel and the channel itself advantageously flows without deflection approximately parallel to the plane defined by the main directions of extent of the plates into or out of the flow space.
  • one of the plates can have at least one opening, with a vertical fluid connection being connected to the flow space via the opening.
  • a connection is referred to as a vertical fluid connection, the fluid flow of which flows transversely to the plane defined by the main directions of extent of the plates, but not necessarily at right angles to the plane, for example.
  • the opening is located in the first plate, wherein the second plate may have a dome-shaped hollow area opposite the opening to promote flow from the vertical fluid port into the flow space.
  • the battery cooling device can be made of corrosion-resistant, high-strength aluminum and can thus advantageously take on structural-mechanical tasks.
  • the battery cooling device can have stiffening hollow profiles introduced in the course of roll cladding.
  • Another object of the invention which solves the problem formulated at the outset, is a battery cooling device for an electric battery module of an electric drive on an electric vehicle according to claim 15 Roll bonding is formed in regions connected plates, the plates are materially connected in composite areas and are widened in non-connected hollow areas to form the fluid channel.
  • the battery cooling device is designed in the form of a trough with a substantially flat bottom area and wall areas, and the cooling channel runs from the bottom area into at least one of the wall areas.
  • the cooling channel can run from the base area over the wall area to a flange area.
  • Another subject of the invention relates to a method for producing a battery cooling device, in which two plates are first bonded in bonded areas by roll cladding, with the plates bonded in areas being formed in a subsequent step, with the battery cooling device being formed in such a way that it is trough-shaped with an essentially flat bottom area and wall areas and/or is shaped in such a way that the battery cooling device has at least one embossing, and after the shaping unconnected hollow areas between the plates are widened to form a flow space and/or a fluid channel.
  • the roll-bonding can take place, for example, before the plates are separated on a strip material, with the forming and widening taking place after the separation.
  • Roll-cladding or roll-bonding as a manufacturing method for manufacturing the battery cooling device offers various advantages. For example, depending on the application, different aluminum alloys from soft to high-strength can be used. With higher grades, there is an advantage in terms of strength, which has a favorable effect on crash behavior. Depending on the material, thickness variation and geometry, roll cladding enables very high bursting pressures of over 10 bar and/or up to 20 bar. Another advantage is that the strength of the battery cooling device is independent of temperature. In addition, there is a high degree of flexibility in the design of the battery cooling device, which can be in one piece with only an upper and lower plate, or in multiple parts can be made from a set of top and bottom panels. The flow space can be introduced on one side or also on both sides.
  • a mixed steel construction is also possible for the connection technology, for example through the use of friction welding elements and/or adhesives.
  • the flow space created by the widening has a clean inner surface, which has a favorable effect on the service life. Improved temperature control is achieved by including the wall areas in the trough-shaped battery cooling device.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the battery cooling device according to the invention
  • FIG. 2 shows a detail of the embodiment according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the battery cooling device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a detail of the embodiment according to FIG. 3;
  • FIG. 5 shows the embodiment according to FIG. 3 in a perspective view
  • FIG. 6 shows a schematic partial sectional illustration of the embodiment according to FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a detailed illustration of a further embodiment of the battery cooling device according to the invention.
  • FIG. 8 shows a further view of the embodiment according to FIG. 7;
  • FIG. 9 shows a sectional illustration of the embodiment according to FIG. 8.
  • FIG. 10 shows a detailed illustration of a further embodiment of the battery cooling device according to the invention
  • FIG. 11 shows a further illustration of the embodiment according to FIG. 10;
  • FIG. 12 shows a sectional illustration of the embodiment according to FIG. 12
  • FIG. 13 shows a detail of a further embodiment of the battery cooling device according to the invention in a schematic sectional representation
  • FIG. 14 shows a further embodiment of the battery cooling device according to the invention.
  • FIG. 15 shows an embodiment of a battery cooling device according to a further subject matter of the invention.
  • Figure 16 shows a partial sectional view of the battery cooling device according to Figure 15.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the battery cooling device according to the invention in a plan view.
  • FIG. 2 shows detail A from FIG. 1 on an enlarged scale.
  • the battery cooling device for accommodating an electric battery module (not shown) for an electric drive of an electric vehicle has an essentially closed flow space 1 for circulating a tempering fluid (not shown).
  • Substantially closed means that the flow chamber 1 has connections 2 leading to the outside, which are used with an inlet and as a return for the tempering fluid. Otherwise the flow space is sealed gas-tight.
  • the flow space 1 is formed between two plates which are connected in certain areas by roll-bonding, the plates being connected to one another in a materially bonded manner in the connection areas 3 and being widened in the hollow areas 4 which are not connected.
  • roll bonding which is also referred to as roll bonding
  • the subsequent hollow areas 4 are coated before the plates are rolled, so that only the non-coated areas are bonded to form the composite areas by the rolling process.
  • the unconnected hollow areas 4 are expanded, for example, by introducing compressed air. Only one of the plates can be expanded or both plates.
  • a multiplicity of flow elements 5 are arranged in the flow space 1 and influence a flow of the tempering fluid through the flow space 1 .
  • the flow elements 5 are formed by the composite areas 3 .
  • At least part of the flow elements 5 is designed as an elongated web 6 with at least one head area 7 around which the flow occurs on all sides.
  • its length d in a longitudinal direction L of the web is greater than its width b transversely to the longitudinal direction L.
  • the elongated webs 6, around which there is a flow on all sides are particularly well suited to guiding or directing the flow of the temperature control fluid in a suitable or desired manner. to redirect
  • the flow chamber 1 offers the possibility of mixing the tempering fluid in a two-dimensional flow field. This leads to a more homogeneous temperature distribution in the fluid and increases the temperature control performance.
  • the inner surface of the flow space 1 wetted with tempering fluid is larger than in the case of, for example, meandering channels.
  • the head region 7 of the web 6 is characterized in that it has an increased width B transversely to the longitudinal direction L, which is greater than the smallest width b of the web 6.
  • the width b of the web 6 is approximately constant and thus also corresponds to the smallest width.
  • the increased width B of the head area 7 prevents excessive thinning of the plates in the transition area between the head area 7 belonging to the composite areas 3 and the adjacent hollow area 4 during operation of the motor vehicle of the motor vehicle. As soon as the hollow areas 4 widen, the plates thin out in the transition area to the composite areas 3 .
  • a ratio between a radius R on the head area 7 and a maximum achievable height of the hollow area 4 is at least 1.3.
  • the head area with an increased width B thus enables the formation of webs 6, the width b of which can be minimized without reducing the service life of the battery cooling device. Due to the web 6 with a minimized width b, the inner surface of the hollow area 4 wetted by the temperature control fluid is enlarged and the temperature control performance is thereby increased.
  • webs 6 of different lengths d and different shapes of the head regions 7 are arranged in three compartments 9 separated from one another by separating webs 8 .
  • the tempering fluid flows via a respective channel 10 to the compartments 9 and back into the return, with a channel 10 optionally being able to supply several compartments 9 as a feed or as a return run. All webs 6 have two head areas 7 in the exemplary embodiment shown.
  • each compartment 9 the respective shorter webs 6 are provided with head regions 7, which have a constant radius R.
  • This head shape could thus be referred to as a round shape.
  • the longer webs 6 of each compartment 9 have two curves with two radii R on each head area 7 . These could be referred to as a T-shape or Y-shape.
  • the webs 6 have a characteristic shape, which can also be referred to as a bone shape.
  • the three compartments 9 can, for example, each form a contact surface for the battery modules.
  • the contact surface has a surface that is as flat as possible, for example with an evenness of less than 1 mm.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the battery cooling device in a plan view.
  • FIG. 4 shows detail A from FIG. 3 in an enlarged representation.
  • FIG. 5 shows the embodiment according to FIG. 3 in a perspective representation.
  • FIG. 6 shows a schematic partial section of a carrier for accommodating the battery cooling device according to FIG. 3.
  • FIGS. 3 to 6 are described together below.
  • the planar contact surfaces 14 can be seen, which can be used to set up the battery modules (not shown).
  • the planar contact surfaces 14 form an inside or are an interior space of a battery housing.
  • the composite areas 3 and hollow areas 4 formed by roll-bonding and widening can be seen on the outside of the battery cooling device opposite the contact surfaces 14, which is shown in FIGS.
  • the embodiment of the battery cooling device shown shows two essentially closed flow spaces 1 , each of which has a pair of outwardly directed connections 2 , which are each connected to an inlet 11 and a return 12 for each flow space 1 .
  • the flow chambers 1 of the embodiment shown are identical or designed mirror-symmetrically to a center line. Especially in magnification a large number of different flow elements 5 can be seen, which are described below.
  • a part of the flow elements 5 is also designed in this embodiment as an elongated web 6 with at least one head region 7 around which the flow occurs on all sides.
  • the enlargement shows that the head region 7 has an increased width B transversely to the longitudinal direction L, which is greater than the smallest width b of the web 6.
  • the increased width B is greater than that, for example, by a factor of at least 1.05 smallest width b of the web 6.
  • the two head regions 7 of each web 6 have a round shape with a radius R.
  • the minimum radius R is greater by a factor of at least 1.3 than a maximum distance between the plates in the hollow area 4.
  • the webs 6 are arranged in groups parallel to one another, with the longitudinal directions L of the webs 6 of different groups being able to enclose different angles with one another.
  • the flow in the flow space 1 is influenced in a targeted manner in order to advantageously influence the temperature control performance.
  • Another part of the flow elements 5 is a separating web around which the flow occurs on three sides
  • each of the flow chambers 1 is divided into two compartments 9 separated from one another by the respective separating web 8 .
  • Each of the 2 compartments 9 is connected to a port 2 and the compartments
  • the separating web 8 is connected at its first end 15 to the composite region 3 delimiting the flow space 1 , while its second end 16 lies in the flow space 1 so that the flow can flow around it.
  • the two compartments 9 thus advantageously form the flow 11 and the return 12 for the tempering fluid.
  • the separating web 8 can have openings 17 connecting the compartments 9 , the openings 17 along the separating web 8 making up a total length of less than 5% of the total length of the separating web 8 .
  • the openings 17 allow a locally limited mixing of temperature control fluid from the flow 11 and the return 12 in order to influence the temperature control performance in a targeted manner.
  • fastening area 18 Another part of the flow elements 5 is designed as a fastening area 18 around which air flows on all sides, with the fastening area 18 being designed to connect the battery cooling device to a supporting structure, for example a battery housing or a component of the vehicle (not shown).
  • the attachment area 18 can have a greater extent in a rolling direction used during roll bonding than transversely to the rolling direction, as a result of which the attachment area 18 can contribute to influencing the flow of the tempering fluid.
  • Bores 19, for example, can be provided in the fastening area 18 as connecting elements.
  • fastening areas 18 of different sizes are arranged in six groups, with the groups extending as parallel strips across the entire battery cooling device transversely to the main flow direction of the flow 11 and the return 12 .
  • FIG. 5 of the contact surface 14 for the battery modules also shows the groups of fastening areas 18 arranged in strips, with the bores 19 only being made in some of these strips and only in some fastening areas 18 .
  • the battery cooling device On the side of the contact surface 14 , the battery cooling device has embossings 20 for receiving reinforcement elements 21 along the strips with the fastening areas 18 .
  • the embossings 20 can be introduced into the battery cooling device or into the flow chamber 1 before or after the roll-bonding and widening.
  • FIG. 6 schematically shows a half-section of the plate 23 forming the contact surface 14 in the area of the embossing 20 with the reinforcement element 21, which serves, for example, for transverse reinforcement of the battery cooling device.
  • the depth of the embossing 20 corresponds to the thickness of a flange portion 22 of the reinforcement member 21 .
  • the contact surface 14 for the battery modules is formed by the flange section 22 in the area of the embossing 20 .
  • optimal utilization of the available installation space with good heat transfer is advantageously given.
  • FIG. 7 shows a perspective view of a detail of a further embodiment of the battery cooling device according to the invention, with only part of the battery cooling device being visible.
  • the illustrated embodiment can be combined with the previously described embodiments.
  • FIG. 8 shows a top view of the embodiment.
  • Figure 9 shows a partial section along the line A-A in Figure 8.
  • Figures 7 to 9 will be described together below.
  • the flow space 1 has a channel 10 that runs to the edge of the battery cooling device, so that the hollow area 4 formed between the plates 23 has an opening to the outside.
  • a connection 2 for introducing or discharging the tempering fluid is connected to the channel 10 in a gas-tight manner.
  • the fluid connection 2 oriented in the longitudinal direction of the channel 10 advantageously conducted the fluid flow into or out of the flow space 1 without deflection approximately parallel to the plane defined by the main directions of extent of the plates 23, 25. As shown in the illustration, the parallel fluid port 2 can be angled.
  • FIG. 10 shows a perspective view of a detail of a further embodiment of the battery cooling device according to the invention, with only part of the battery cooling device being visible.
  • the illustrated embodiment can be combined with the previously described embodiments.
  • FIG. 11 shows a top view of the embodiment.
  • FIG. 12 shows a partial section along line AA in FIG. 11.
  • FIGS. 10 to 12 are described together below.
  • One of the plates 23 has two openings 24 which open the flow space 1 to the outside.
  • a connection 2 is connected in a gas-tight manner to the surface of the plate 23 in order to introduce tempering fluid into the flow chamber 1 or to discharge it from it.
  • the fluid stream flows transversely to the plane defined by the main directions of extent of the plates 23, 25.
  • FIG. 13 shows a schematic representation of a partial section of a further embodiment of the battery cooling device according to the invention.
  • the partial section shows an alternative embodiment of the vertical fluid connection 2.
  • the vertical fluid connection 2 is connected in a gas-tight manner to the surface of the first plate 23 in order to introduce tempering fluid into the flow chamber 1 or to discharge it from it.
  • the fluid stream flows transversely to the plane defined by the main directions of extent of the plates 23, 25.
  • the second plate 25 has a dome-shaped hollow area 4 opposite the opening 24 in order to favor the flow (arrow P) from the vertical fluid connection 2 into the flow space 1 .
  • the spherical hollow area 4 is produced by a corresponding mold during expansion.
  • the flow space 1 can be formed by widened hollow areas 4 in only the first plate 23, so that the second plate 25 can form the contact surface 14 for the battery module in order to advantageously promote the heat transfer between the battery module and the battery cooling device.
  • the second plate 25 can nevertheless have, for example, the dome-shaped hollow area 4 shown here outside of the contact surface, in order to influence the flow of the tempering fluid locally.
  • FIG. 14 shows a further embodiment of the battery cooling device according to the invention in a perspective view.
  • the battery cooling device is characterized in that it has a trough shape, with the flow space 1 extending at least over a base area 53 of the trough shape.
  • the flow chamber 1 can also extend from the base area 53 to at least one wall area 52 of the tub shape connected to the base area 53 .
  • at least one fluid channel that runs through the wall area 52 can be connected to the flow space 1 .
  • the flow chamber 1 of the trough-shaped battery cooling device can be designed in a manner comparable to the exemplary embodiment according to FIG.
  • the flow space 1 has the following flow elements 5 , for example: elongated webs 6 around which the flow occurs on all sides, with head regions 7 , separating webs 8 around which the flow occurs on three sides and fastening regions 18 .
  • the channels 10 are connected to the flow 11 and the return 12 .
  • the webs 6 are recognizable from the edge of the battery cooling device to the separating web 8 aligned or aligned so that the fluid flow from the edge in the direction of Separating web 8 is passed, since a lower temperature control is required in the edge area than in the middle area of the flow space 1 .
  • the attachment areas are arranged in strips transverse to the flow directions in the flow 1 1 and 12 in the return.
  • FIG. 15 shows a further object of the invention in a perspective representation.
  • the battery cooling device for an electric battery module of an electric drive on an electric vehicle has an essentially closed fluid channel 51 for circulating the tempering fluid.
  • the fluid channel 51 is formed between two plates that are connected in certain areas by roll-bonding, the plates being bonded to one another in bonded areas 3 and widened in unconnected hollow areas 4 to form the fluid channel 51 .
  • the battery cooling device has a trough shape and the cooling channel 51 formed after roll-bonding runs from a bottom region 53 of the trough into wall regions 52 of the trough and back again.
  • the fluid channel 51 can also be routed into a flange area 54 of the trough-shaped battery cooling device.
  • FIG. 14 shows a partial section along the line AA from FIG. This shows a detail of the embodiment, according to which two circumferential sealing beads 55 are introduced into both plates 23 by stamping in the flange area 54 .
  • the sealing beads 55 can be embossed after the cooling channel 51 has been widened.

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Abstract

Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs an einem Elektrofahrzeug, wobei die Batteriekühlvorrichtung einen im Wesentlichen abgeschlossenen Strömungsraum zum Zirkulieren eines Temperierfluids bildet und wobei eine Vielzahl von Strömungselementen in dem Strömungsraum angeordnet sind, die eine Strömung des Temperierfluids durch den Strömungsraum beeinflussen.

Description

Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs an einem Elektrofahrzeug.
Ein Elektrofahrzeug umfasst unter anderem eine elektrische Maschine als Antriebsquelle, die mit elektrischen Batteriemodulen als Speichermitteln elektrisch verbunden ist. Im Antriebsmodus wandelt die elektrische Maschine elektrische Energie in mechanische Energie zum Antreiben des Elektrofahrzeugs um. Die elektrischen Batteriemodule, die auch einfach als Batterie oder als Akkumulator bezeichnet werden, werden in der Regel mit einer Batteriekühlvorrichtung gekühlt.
Aus der Druckschrift DE 10 2016 120 826 A1 ist ein Batteriegehäuse für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug bekannt. Das Batteriegehäuse umfasst ein Wannenteil mit einem Boden und daran angeformten Seitenwänden und eine das Wannenteil außenseitig umgebende Rahmenstruktur, die eine Hohlkammer bildet.
Aus der Druckschrift DE 10 2018 106 399 A1 ist eine Gehäuseanordnung zur Aufnahme elektrischer Speichermittel für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeugs bekannt. Die Gehäuseanordnung umfasst eine Wannenanordnung und eine Deckelanordnung. Die Wannenanordnung und/oder Deckelanordnung weist ein erstes Formteil und ein zweites Formteil auf, die aus flexibel gewalztem metallischem Material hergestellt und miteinander verbunden sind, so dass sie eine variable Blechdicke in Längsrichtung des jeweiligen Formteils aufweisen.
Aus der Druckschrift DE 10 2016 108 849 B3 ist ein Batteriehalter für ein Kraftfahrzeug bekannt, der ein Bodenblech, einen seitlich umlaufenden Rahmen und einen Deckel aufweist. Das Bodenblech und der Rahmen sind einstückig und wannenförmig aus einem dreilagigen Schichtverbundstahl als Blechumformbauteil hergestellt. Eine innere Lage ist aus einer säurebeständigen Stahllegierung ausgebildet und eine äußere Lage ist aus einer rostfreien Stahllegierung ausgebildet.
Aus der Druckschrift DE 10 2016 1 15 037 A1 ist ein Batteriekasten mit seitlicher Verstärkung bekannt. Der Batterie kästen umfasst eine Seitenwandkonstruktion mit einem Anbindungsprofil zum Anbinden des Batteriekastens an das Kraftfahrzeug.
Aus der Druckschrift DE 10 2014 226 566 B3 ist ein Batteriekasten für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs bekannt. Der Batterie kästen umfasst Seitenwände, die aus einer Strebenkonstruktion aufgebaut sind.
Die Druckschrift CN 109361037 A offenbart ein Batterie- Paket für Elektrofahrzeuge mit einer flüssigkeitsgekühlten Platte, die expansionsgeformt ist.
Aus der Druckschrift EP 3 026 753 A1 ist eine Batteriekühlanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Batteriekühlanordnung umfasst ein erstes und zweites Metallblech, mit mittels Rollbonding miteinander verbunden sind. Dabei sind die beiden Metallbleche in Teilbereichen miteinander verbunden und in anderen Teilbereichen unter Ausbildung von Hohlräumen voneinander beabstandet, um Kühlkanäle auszubilden.
Die Druckschrift DE 10 2016 205 237 A1 offenbart eine Temperiervorrichtung eines Batteriemoduls, die einen im Wesentlichen abgeschlossenen Strömungsraum mit einer Vielzahl von Abstandselementen aufweist. Dabei sind die Abstandselemente innerhalb des Strömungsraumes angeordnet. Weiterhin weist die Temperiervorrichtung eine innerhalb des Strömungsraumes angeordnete Stromumlenkungseinheit auf. Dabei weist die Stromumlenkungseinheit ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei die Stromumlenkungseinheit eine entlang der Stromumlenkungseinheit von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende verlaufende Längsrichtung aufweist.
Aus der WO 2021/009256 A1 ist eine Gehäuseanordnung mit einem Rahmen, einem Boden und einem Deckel bekannt, die einen Aufnahmeraum für elektrische Speichermittel bilden. Der Rahmen umfasst mehrere Rahmenelemente aus einem metallischen Werkstoff mit einer variablen Blechdicke über der Länge. Der Boden ist mit dem Rahmen derart verbunden, dass eine dichte Wanne gebildet ist. Der Boden kann eine integrierte Kühlstruktur aufweisen, durch die ein Kühlmittel hindurchströmen kann. Die Kühlstruktur kann parallele Verbindungsbereiche mit dazwischenliegenden, linienförmigen Kanälen aufweisen oder die Verbindungsbereiche sind durch Punkte gebildet, so dass sich eine gitterartige Kühlstruktur.
Eine Aufgabe besteht darin, eine Batteriekühlvorrichtung mit einer verbesserten Kühlleistung bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben.
Die erfindungsgemäße Batteriekühlvorrichtung dient zur Temperierung eines elektrischen Batteriemoduls für einen Elektroantrieb eines Elektrofahrzeugs, wobei die Batteriekühlvorrichtung einen nach außen abgeschlossenen Strömungsraum zum Zirkulieren eines Temperierfluids bildet und wobei eine Vielzahl von Strömungselementen in dem Strömungsraum angeordnet sind, die eine Strömung des Temperierfluids durch den Strömungsraum beeinflussen. Zumindest ein Teil der Strömungselemente als allseitig umströmter, langgestreckter Steg mit mindestens einem Kopfbereich ausgeführt, wobei eine Länge des Stegs in Längsrichtung größer ist als seine Breite quer zur Längsrichtung und wobei der Kopfbereich eine erhöhte Breite quer zu der Längsrichtung aufweist, die größer ist, als die geringste Breite des Stegs.
Ein Vorteil besteht darin, dass die Breite des Stegs in Bereichen mit hohem Temperierbedarf auf ein Minimum reduziert werden kann, um die von dem Temperierfluid benetzte Oberfläche in dem Strömungsraum zu erhöhen. Eine minimale Stegbreite von 1 mm kann beispielsweise bei Aluminiumblech erzielt werden. Durch die erhöhte Breite des Kopfbereichs wird eine übermäßige Ausdünnung in diesem Bereich vermieden, die aufgrund einer Beanspruchung durch Betriebslasten, wie bspw. zyklischer Belastung, über die Lebensdauer eintritt. T rotz der vorteilhaften Minimierung der Stegbreite kann so die erforderliche Lebensdauer erreicht werden. Die erhöhte Breite kann dabei um einen Faktor von mindestens 1 ,05 größer ist als die geringste Breite des Stegs. Die Stege können vorteilhaft sowohl zur Strömungsführung als auch zu einer gezielten strukturmechanischen Versteifung geformt sein, wobei die erhöhte Breite um einen Faktor von bis zu 5 größer sein kann als die geringste Breite des Stegs. Der Steg kann vorteilhaft an beiden Enden in Längsrichtung jeweils einen Kopfbereich aufweisen, wobei die Kopfbereiche eines Stegs sich in Form und Maßen unterscheiden können. Unter einem nach außen abgeschlossenen Strömungsraum ist ein fluiddicht umschlossener Raum zu verstehen, der einen oder mehrere Zugänge nach außen aufweisen kann, um das Temperierfluid zu- oder ableiten zu können.
Der Strömungsraum ist zwischen zwei durch Walzplattieren bereichsweise verbundenen Platten gebildet, wobei die Platten in Verbundbereichen stoffschlüssig verbunden sind und in nicht verbundenen Hohlbereichen aufgeweitet sind, wobei die Strömungselemente durch die Verbundbereiche gebildet sind. Das Walzplattieren kann auch als Roll-Bonding bezeichnet werden. Die stoffschlüssige Verbindung wird in den Hohlbereichen durch Aufbringen einer Beschichtung vor dem Walzplattieren vermieden. Durch die erhöhte Breite des Kopfbereichs wird eine Ausdünnung in diesem Bereich bei dem Aufweiten der Hohlbereiche des Strömungsraums zwischen den Platten vorteilhaft vermieden, das beispielsweise durch Einleiten von Druckluft in die nicht stoffschlüssig verbundenen Bereiche zwischen den Platten erfolgt. Die Hohlbereiche können einseitig in einer der Platten aufgeweitet sein oder beidseitig in beiden Platten. Die Batteriekühlvorrichtung kann in beiden Fällen eine ebene Anlagefläche für die Batteriezellen aufweisen.
Der Kopfbereich kann eine der Formen T-Form, Y-Form, Kleeblattform, Herzform oder Rundform aufweisen, wobei die Bezeichnungen lediglich die möglichen Formen schematisch illustrieren sollen. Der Kopfbereich weist beispielsweise eine oder mehrere Rundungen auf, wobei ein minimaler Radius der Rundungen um einen Faktor von mindestens 1 ,3 größer ist als ein maximaler Abstand der Platten in einem den Kopfbereich umgebenden Hohlbereich. Der Abstand ist als Abstand der Platten in Normalenrichtung zu einer Haupterstreckungsebene der Platten zu verstehen. Die Rundungen der Form des Kopfbereichs kann zusammen mit dem Steg als eine Art Knochenform bezeichnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Teil der Strömungselemente als an drei Seiten umströmter Trennsteg ausgeführt sein, wobei der Strömungsraum mindestens zwei durch einen der Trennstege voneinander getrennte Abteile aufweist, die beispielsweise einen Vorlauf und einen Rücklauf für das Temperierfluid bilden. Die Durchströmung des gesamten Strömungsraums wird durch den Vorlauf und den Rücklauf gewährleistet. Der Trennsteg kann die Abteile verbindende Durchbrüche aufweisen, wobei die Durchbrüche entlang der Wand in Summe eine Länge von weniger als fünf Prozent einer Gesamtlänge der Wand aufweisen. Die Durchbrüche erlauben einen gewissen Ausgleich zwischen Vorlauf und Rücklauf, wodurch vorteilhaft eine homoge- nere Temperierleistung ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Teil der Strömungselemente als allseitig umströmter Befestigungsbereich zur Verbindung der Batteriekühlvorrichtung mit einem Batteriegehäuse oder mit dem Fahrzeug ausgebildet sein. Der Befestigungsbereich kann zusätzlich zur Strömungsbeeinflussung ausgebildet sein, beispielsweise wenn der Befestigungsbereich in einer beim Walzplattieren angewendeten Walzrichtung eine größere Erstreckung hat als quer zu der Walzrichtung. Der Befestigungsbereich weist Radien von über 5 mm auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strömungsraum durch aufgeweitete Hohlbereiche in nur einer ersten Platte der zwei Platten ausgebildet sein, wobei eine zweite Platte der zwei Platten mindestens eine Anlagefläche für Batteriemodule aufweist. Die Anlagefläche kann insbesondere eine Ebenheit von weniger als 1 mm aufweisen, um die Wärmeübertragung zwischen dem Batteriemodul und der Batteriekühlvorrichtung vorteilhaft zu begünstigen. Die zweite Platte kann außerhalb der Anlagefläche aufgeweitete Hohlbereiche aufweisen, beispielsweise um die Strömung des Temperierfluids zu beeinflussen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Batteriekühlvorrichtung eine Wannenform aufweisen, wobei der Strömungsraum sich über einen Bodenbereich und mindestens einen an den Bodenbereich angeschlossenen Wandbereich der Wannenform erstreckt. Zusätzlich oder alternativ können mit dem Strömungsraum verbundene Kanäle in dem Wandbereich der Wannenform verlaufen. Das Aufweiten der Hohlbereiche erfolgt dabei nach dem Umformen zu der Wannenform. Die wannenförmige Batteriekühlvorrichtung kann als Teil eines Batteriegehäuses, beispielsweise als aufnehmende Bodenwanne oder als Deckel, gestaltet sein. Die Batteriekühlvorrichtung kann mindestens eine Verprägung aufweisen, wobei die Verprägung vor oder nach dem Aufweiten der Platten eingebracht ist. Die Verprägung kann zum Aufnehmen von Verstärkungselementen dienen. Durch die Aufnahme des Verstärkungselements in der Verprägung kann beispielsweise vorteilhaft eine ebene Fläche als Anlagefläche für die Batteriezellen bereitgestellt werden. Die Verprägung im Bereich des Strömungsraums ist insbesondere vor dem Aufweiten der Platten eingebracht. Die Verprägung kann zur Ausbildung von Abdichtungssicken außerhalb des Strömungsraums dienen. Die Verprägung außerhalb des Strömungsraums kann nach dem Aufweiten eingebracht sein.
Der Strömungsraum kann mindestens einen Kanal aufweisen, in dem der Hohlbereich bis an einen Rand der Batteriekühlvorrichtung reicht, so dass der Strömungsraum nach außen offen ist. Ein in Längsrichtung des Kanals ausgerichteter Fluidanschluss kann vorteilhaft mit dem Kanal verbunden sein, um Kühlfluid ein- oder auszuleiten. Der Fluidstrom durch den in Längsrichtung des Kanals ausgerichteter Fluidanschluss und den Kanal selbst fließt vorteilhaft ohne Umlenkung etwa parallel zu der durch die Haupterstreckungsrichtungen der Platten definierten Ebene in den Strömungsraum o- der aus diesem heraus. Eine der Platten kann alternativ oder zusätzlich mindestens eine Öffnung aufweisen, wobei ein senkrechter Fluidanschluss über die Öffnung mit dem Strömungsraum verbunden ist. Als senkrechter Fluidanschluss wird ein Anschluss bezeichnet, dessen Fluidstrom quer zu der durch die Haupterstreckungsrichtungen der Platten definierten Ebene fließt, beispielsweise aber nicht notwendigerweise rechtwinklig zu der Ebene. Die Öffnung ist beispielsweise in der ersten Platte angeordnet, wobei die zweite Platte einen kuppelförmigen Hohlbereich gegenüber der Öffnung aufweisen kann, um die Strömung von dem senkrechten Fluidanschluss in den Strömungsraum zu begünstigen.
Außerhalb des Strömungsraums kann eine der Platten die andere Platte zur Einsparung von Gewicht überragen. Die Batteriekühlvorrichtung kann aus korrosionsbeständigem, hochfestem Aluminium bestehen und damit vorteilhaft strukturmechanische Aufgaben übernehmen. Die Batteriekühlvorrichtung kann im Zuge des Walzplattierens eingebrachte, versteifende Hohlprofile aufweisen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung, der die eingangs formulierte Aufgabe löst, besteht in einer Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs an einem Elektrofahrzeug nach Anspruch 15. Die Batteriekühlvorrichtung weist einen nach außen abgeschlossenen Fluidkanal zum Zirkulieren eines Temperierfluids auf, wobei der Fluidkanal zwischen zwei durch Walzplattieren bereichsweise verbundenen Platten gebildet ist, wobei die Platten in Verbundbereichen stoffschlüssig verbunden sind und in nicht verbundenen Hohlbereichen zur Bildung des Fluidkanals aufgeweitet sind. Die Batteriekühlvorrichtung ist wannenförmig mit einem im Wesentlichen ebenen Bodenbereich und Wandbereichen gestaltet und der Kühlkanal verläuft von dem Bodenbereich in mindestens einen der Wandbereiche. Der Kühlkanal kann von dem Bodenbereich über den Wandbereich bis in einen Flanschbereich verlaufen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriekühlvorrichtung, wobei zunächst zwei Platten in Verbundbereichen durch Walzplattieren bereichsweise stoffschlüssig verbunden werden, wobei die bereichsweise stoffschlüssig verbundenen Platten in einem anschließenden Schritt umgeformt werden, wobei die Batteriekühlvorrichtung derart umgeformt wird, dass sie wannenförmig mit einem im Wesentlichen ebenen Bodenbereich und Wandbereichen gestaltet wird und/oder derart umgeformt wird, dass die Batteriekühlvorrichtung mindestens eine Verprägung aufweist, und wobei nach dem Umformen nicht verbundene Hohlbereiche zwischen den Platten zur Bildung eines Strömungsraums und/oder eines Fluidkanals aufgeweitet werden. Das Walzplattieren kann dabei beispielsweise vor einem Vereinzeln der Platten an einem Bandmaterial erfolgen, wobei das Umformen und Aufweiten nach dem Vereinzeln erfolgt.
Walzplattieren oder Roll-Bonding als Fertigungsverfahren zum Herstellen der Batteriekühlvorrichtung bietet verschiedene Vorteile. Es können beispielsweise je nach Anwendung verschiedene Aluminiumlegierungen von weich bis hochfest verwendet werden. Bei höheren Güten ergibt sich ein Festigkeitsvorteil was sich günstig auf das Crashverhalten auswirkt. Walzplattieren ermöglicht, je nach Material, Dickenvariation und Geometrie, sehr hohe Berstdrücke von über 10 bar und/oder bis zu 20 bar. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Festigkeit der Batteriekühlvorrichtung temperaturunabhängig ist. Darüber hinaus besteht eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung der Batteriekühlvorrichtung, der einteilig mit nur einer oberen und unteren Platte, oder mehrteilig aus einer Gruppe von oberen und unteren Platten ausgeführt werden kann. Dabei kann der Strömungsraum einseitig oder auch beidseitig eingebracht werden. Bei der Verbindungstechnik ist auch eine Stahl-Mischbauweise möglich, beispielsweise durch den Einsatz von Reibschweißelementen und/oder Kleber. Der durch das Aufweiten hergestellte Strömungsraum weist eine saubere innere Oberfläche auf, was sich günstig auf die Lebensdauer auswirkt. Durch die Einbeziehung der Wandbereiche bei der wannenförmigen Batteriekühlvorrichtung wird eine verbesserte Temperierung erreicht.
Ausführungsformen der Batteriekühlvorrichtung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Hierin zeigt:
Figur 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung;
Figur 2 ein Detail der Ausführungsform gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung;
Figur 4 ein Detail der Ausführungsform gemäß Figur 3;
Figur 5 die Ausführungsform gemäß Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht;
Figur 6 eine schematische Teilschnittdarstellung der Ausführungsform gemäß Figur 5;
Figur 7 eine Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung;
Figur 8 eine weitere Ansicht der Ausführungsform gemäß Figur 7;
Figur 9 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß Figur 8;
Figur 10 eine Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung; Figur 1 1 eine weitere Darstellung der Ausführungsform gemäß Figur 10;
Figur 12 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß Figur 12;
Figur 13 ein Detail einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Figur 14 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung;
Figur 15 eine Ausführungsform einer Batteriekühlvorrichtung gemäß eines weiteren Erfindungsgegenstands; und
Figur 16 eine Teilschnittdarstellung der Batteriekühlvorrichtung gemäß Figur 15.
In der Figur 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung in einer Aufsicht dargestellt. In der Figur 2 ist das Detail A aus der Figur 1 vergrößert dargestellt. Die Figuren 1 und 2 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Die Batteriekühlvorrichtung zur Aufnahme eines elektrischen Batteriemoduls (nicht dargestellt) für einen Elektroantrieb eines Elektrofahrzeugs weist einen im Wesentlichen abgeschlossenen Strömungsraum 1 zum Zirkulieren eines Temperierfluids (nicht dargestellt) auf. Im Wesentlichen abgeschlossenen bedeutet, dass der Strömungsraum 1 nach außen geführte Anschlüsse 2 aufweist, die mit einem Zulauf und als Rücklauf für das Temperierfluid dienen. Ansonsten ist der Strömungsraum gasdicht geschlossen. Der Strömungsraum 1 ist zwischen zwei durch Walzplattieren bereichsweise verbundenen Platten gebildet, wobei die Platten in Verbundbereichen 3 stoffschlüssig miteinander verbunden sind, und in nicht verbundenen Hohlbereichen 4 aufgeweitet sind. Beim Walzplattieren, das auch als Roll-Bonding bezeichnet wird, werden die späteren Hohlbereiche 4 vor dem Walzen der Platten beschichtet, sodass nur die nicht beschichteten Bereiche durch den Walzprozess zu den Verbundbereichen stoffschlüssig verbunden werden. Die nicht verbundenen Hohlbereiche 4 werden beispielsweise durch Einleiten von Druckluft aufgeweitet. Dabei kann nur eine der Platten aufgeweitet werden oder beide Platten. In dem Strömungsraum 1 sind eine Vielzahl von Strömungselementen 5 angeordnet, die eine Strömung des Temperierfluids durch den Strömungsraum 1 beeinflussen. Die Strömungselemente 5 sind dabei durch die Verbundbereiche 3 gebildet. Zumindest ein Teil der Strömungselemente 5 ist als allseitig umströmter, langgestreckter Steg 6 mit mindestens einem Kopfbereich 7 ausgeführt. Bei dem langgestreckten Steg ist seine Länge d in einer Längsrichtung L des Stegs größer als seine Breite b quer zur Längsrichtung L. Die langgestreckten und allseitig umströmten Stege 6 sind besonders gut geeignet, um die Strömung des Temperierfluids in geeigneter bzw. gewünschterWeise zu leiten bzw. umzulenken. Im Gegensatz zu Strömungskanälen, die nur eine im Wesentlichen eindimensionale Strömung erlauben, bietet der Strömungsraum 1 die Möglichkeit einer Durchmischung des Temperierfluids in einem zweidimensionalen Strömungsfeld. Dies führt zu einer homogeneren Temperaturverteilung in dem Fluid und erhöht die Temperierleistung. Darüber hinaus ist die mit Temperierfluid benetzte Innenfläche des Strömungsraums 1 größer als bei beispielsweise mäandrierend verlaufenden Kanälen.
Der Kopfbereich 7 des Stegs 6 zeichnet sich grundsätzlich dadurch aus, dass er eine erhöhte Breite B quer zu der Längsrichtung L aufweist, die größer ist als die geringste Breite b des Stegs 6. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Breite b des Stegs 6 etwa konstant und entspricht somit auch der geringsten Breite. Die erhöhte Breite B des Kopfbereichs 7 verhindert im Betrieb des Kraftfahrzeugs eine übermäßige Ausdünnung der Platten in dem Übergangsbereich zwischen dem zu den Verbundbereichen 3 gehörenden Kopfbereich 7 und dem angrenzenden Hohlbereich 4. Zur Ausdünnung der Platten kann es im Verlauf der Lebensdauer aufgrund zyklischer Belastung im Betrieb des Kraftfahrzeugs kommen. Bereits beim Aufweiten der Hohlbereiche 4 kommt es in dem Übergangsbereich zu den Verbundbereichen 3 zu einer Ausdünnung der Platten. Ein Verhältnis zwischen einem Radius R am Kopfbereich 7 und einer maximal erreichbaren Höhe des Hohlbereichs 4 beträgt mindestens 1 ,3. Der Kopfbereich mit erhöhter Breite B ermöglicht somit die Ausformung von Stegen 6, deren Breite b minimiert werden kann, ohne die Lebensdauer der Batteriekühlvorrichtung herabzusetzen. Durch den Steg 6 mit minimierter Breite b wird die von dem Temperierfluid benetzte Innenfläche des Hohlbereichs 4 vergrößert und die Temperierleistung dadurch gesteigert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Stege 6 von unterschiedlicher Länge d und unterschiedlicher Form der Kopfbereiche 7 in drei durch Trennstege 8 voneinander getrennten Abteilen 9 angeordnet. Das Temperierfluid fließt über jeweils einen Kanal 10 zu den Abteilen 9 hin und zurück in den Rücklauf, wobei ein Kanal 10 gegebenenfalls mehrere Abteile 9 als Zulauf oder als Rücklauf lauf versorgen kann. Sämtliche Stege 6 weisen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Kopfbereiche 7 auf. In jedem Abteil 9 sind die jeweils kürzeren Stege 6 mit Kopfbereichen 7, die einen konstanten Radius R aufweisen, versehen. Diese Kopfform könnte somit als Rundform bezeichnet werden. Die jeweils längeren Stege 6 jedes Abteils 9 weisen dagegen an jedem Kopfbereich 7 zwei Rundungen mit zwei Radien R auf. Diese könnten als T- Form oder Y-Form bezeichnet werden. Die Stege 6 weisen eine charakteristische Form auf, die auch als Knochenform bezeichnet werden kann.
Die drei Abteile 9 können beispielsweise je eine Anlagefläche für die Batteriemodule bilden. Die Anlagefläche hat zur Gewährleistung einer guten Wärmeübertragung eine möglichst ebene Oberfläche, beispielsweise mit einer Ebenheit von weniger als 1 mm.
Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Batteriekühlvorrichtung in einer Aufsicht. Die Figur 4 zeigt das Detail A aus Figur 3 in einer vergrößerten Darstellung. Die Figur 5 zeigt die Ausführungsform gemäß Figur 3 in einer perspektivischen Darstellung. Die Figur 6 zeigt einen schematischen Teilschnitt eines Trägers zur Aufnahme der Batteriekühlvorrichtung gemäß Figur 3. Die Figuren 3 bis 6 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. In der perspektivischen Darstellung der Figur 5 sind die ebenen Anlageflächen 14 erkennbar, die zum Aufstellen der Batteriemodule (nicht dargestellt) dienen können. Die ebenen Anlageflächen 14 bilden eine Innenseite bzw. sind einem Innenraum eines Batterieaufnahmegehäuses. Die durch Walzplattieren und Aufweiten gebildeten Verbundbereiche 3 und Hohlbereiche 4 sind auf der den Anlageflächen 14 gegenüberliegenden Außenseite der Batteriekühlvorrichtung erkennbar, die in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Die dargestellte Ausführungsform der Batteriekühlvorrichtung zeigt zwei im Wesentlichen abgeschlossenen Strömungsräume 1 , die jeweils ein Paar nach außen geführter Anschlüsse 2 aufweisen, die jeweils mit einem Zulauf 1 1 und mit einem Rücklauf 12 je Strömungsraum 1 verbunden sind. Die Strömungsräume 1 des gezeigten Ausführungsbeispiels sind identisch bzw. zu einer Mittellinie spiegelsymmetrisch ausgeführt. Insbesondere in der Vergrößerung sind eine Vielzahl unterschiedlicher Strömungselemente 5 erkennbar, die nachfolgend beschrieben werden.
Ein Teil der Strömungselemente 5 ist auch in dieser Ausführungsform als allseitig um- strömter, lang gestreckter Steg 6 mit mindestens einem Kopfbereich 7 ausgeführt. In der Vergrößerung ist erkennbar, dass der Kopfbereich 7 eine erhöhte Breite B quer zu der Längsrichtung L aufweist, die größer ist als die geringste Breite b des Stegs 6. Die erhöhte Breite B ist beispielsweise um einen Faktor von mindestens 1 ,05 größer als die geringste Breite b des Stegs 6. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die zwei Kopfbereiche 7 je Steg 6 eine Rundform mit einem Radius R auf. Der minimale Radius R ist um einen Faktor von mindestens 1 ,3 größer als ein maximaler Abstand der Platten in dem Hohlbereich 4. Die Stege 6 sind in Gruppen parallel zueinander angeordnet, wobei die Längsrichtungen L der Stege 6 unterschiedlicher Gruppen verschiedene Winkel miteinander einschließen können. Dadurch wird die Strömung in dem Strömungsraum 1 gezielt beeinflusst, um die Temperierleistung vorteilhaft zu beeinflussen.
Ein weiterer T eil der Strömungselemente 5 ist als an drei Seiten umströmter T rennsteg
8 ausgeführt, wodurch im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder der Strömungsräume 1 in zwei durch den jeweiligen Trennsteg 8 voneinander getrennte Abteile 9 geteilt ist. Jedes der 2 Abteile 9 ist mit einem Anschluss 2 verbunden und die Abteile
9 sind auf der den Anschlüssen 2 gegenüberliegenden Seite des Strömungsraums 1 miteinander verbunden. Der Trennsteg 8 ist an seinem ersten Ende 15 mit dem den Strömungsraum 1 begrenzenden Verbundbereichen 3 verbunden, während sein zweites Ende 16 umströmbar in dem Strömungsraum 1 liegt. Die zwei Abteile 9 bilden so vorteilhaft den Vorlauf 1 1 und den Rücklauf 12 für das Temperierfluid. Der Trennsteg 8 kann die Abteile 9 verbindende Durchbrüche 17 aufweisen, wobei die Durchbrüche 17 entlang des Trennstegs 8 in Summe eine Länge von weniger als 5 % der Gesamtlänge des Trennstegs 8 ausmachen. Die Durchbrüche 17 erlauben eine lokal begrenzte Vermischung von Temperierfluid aus dem Vorlauf 1 1 und dem Rücklauf 12, um die Temperierleistung gezielt zu beeinflussen. Ein weiterer Teil der Strömungselemente 5 ist als allseitig umströmter Befestigungsbereich 18 ausgebildet, wobei der Befestigungsbereich 18 zur Verbindung der Batteriekühlvorrichtung mit einer tragenden Struktur, beispielsweise einem Batteriegehäuse oder einem Bauteil des Fahrzeugs (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Der Befestigungsbereich 18 kann in einer beim Walzplattieren angewendeten Walzrichtung eine größere Erstreckung aufweisen als quer zu der Walzrichtung, wodurch der Befestigungsbereich 18 einen Beitrag zur Beeinflussung der Strömung des Temperierfluids leisten kann. In den Befestigungsbereich 18 können als Verbindungselemente beispielsweise Bohrungen 19 vorgesehen sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Befestigungsbereiche 18 von unterschiedlicher Größe in sechs Gruppen angeordnet, wobei die Gruppen sich als parallele Streifen quer zu der Hauptströmungsrichtung des Vorlaufs 1 1 und des Rücklaufs 12 über die gesamte Batteriekühlvorrichtung erstrecken. In der perspektivischen Ansicht der Figur 5 auf die Anlagefläche 14 für die Batteriemodule sind die in Streifen angeordneten Gruppen von Befestigungsbereichen 18 ebenfalls erkennbar, wobei die Bohrungen 19 nur in einem Teil dieser Streifen und nur in einigen Befestigungsbereichen 18 eingebracht sind. Auf der Seite der Anlagefläche 14 weist die Batteriekühlvorrichtung entlang der Streifen mit den Befestigungsbereichen 18 jeweils Verprägungen 20 zum Aufnehmen von Verstärkungselementen 21 auf. Die Verprägungen 20 können vor oder nach dem Walzplattieren und Aufweiten in die Batteriekühlvorrichtung bzw. in den Strömungsraum 1 eingebracht sein. Die Figur 6 zeigt schematisch einen Halbschnitt der die Anlagefläche 14 bildenden Platte 23 im Bereich der Verprägung 20 mit dem Verstärkungselement 21 , welches beispielsweise zur Querversteifung der Batteriekühlvorrichtung dient. Die Tiefe der Verprägung 20 entspricht der Dicke eines Flanschabschnitts 22 des Verstärkungselements 21 . Dadurch wird die Anlagefläche 14 für die Batteriemodule im Bereich der Verprägung 20 durch den Flanschabschnitt 22 gebildet. Dadurch ist vorteilhaft eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Bauraums bei guter Wärmeübertragung gegeben.
Neben den beschriebenen Strömungselementen 5 können weitere, kreisrunde oder langgestreckte, ganz oder teilweise umströmte Verbundbereiche 3 in dem Strömungsraum 1 vorgesehen sein, die zur Beeinflussung der Strömung beitragen und/oder die Festigkeit der Batteriekühlvorrichtung gewährleisten. Sämtliche Radien der Rundungen der an die Hohlbereiche 4 angrenzenden, umströmten Strömungselemente 5 bzw. Verbundbereiche 3 sind um einen Faktor von mindestens 1 ,3 größer als ein maximaler Abstand der Platten in dem Hohlbereich 4. Beispielsweise können diese Rundungen Radien von mindestens 5 mm aufweisen.
In der Figur 7 ist eine Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung perspektivisch dargestellt, wobei nur ein Teil der Batteriekühlvorrichtung sichtbar ist. Die dargestellte Ausführungsform kann mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden. In der Figur 8 ist eine Aufsicht der Ausführungsform dargestellt. Die Figur 9 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie A-A in Figur 8. Die Figuren 7 bis 9 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Der Strömungsraum 1 weist einen Kanal 10 auf, der bis an den Rand der Batteriekühlvorrichtung geführt ist, sodass der zwischen den Platten 23 gebildete Hohlbereich 4 eine Öffnung nach außen aufweist. Ein Anschluss 2 zur Einleitung oder zur Ausleitung des Temperierfluids ist gasdicht mit dem Kanal 10 verbunden. Der in Längsrichtung des Kanals 10 ausgerichtete Fluidanschluss 2 leitete den Fluidstrom vorteilhaft ohne Umlenkung etwa parallel zu der durch die Haupterstreckungsrichtungen der Platten 23, 25 definierten Ebene in den Strömungsraum 1 hinein oder aus diesem heraus. Wie in der Darstellung gezeigt, kann der parallele Fluidanschluss 2 abgewinkelt sein.
In der Figur 10 ist eine Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung perspektivisch dargestellt, wobei nur ein Teil der Batteriekühlvorrichtung sichtbar ist. Die dargestellte Ausführungsform kann mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden. In der Figur 1 1 ist eine Aufsicht der Ausführungsform dargestellt. Die Figur 12 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie A-A in Figur 1 1. Die Figuren 10 bis 12 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Eine der Platten 23 weist zwei Öffnungen 24 auf, die den Strömungsraum 1 nach außen hin öffnen. Im Bereich der Öffnungen 24 ist jeweils ein Anschluss 2 gasdicht mit der Oberfläche der Platte 23 verbunden, um Temperierfluid in den Strömungsraum 1 einzuleiten bzw. aus diesem auszuleiten. Der Fluidstrom fließt quer zu der durch die Haupterstreckungsrichtungen der Platten 23, 25 definierten Ebene. Die Öffnung ist beispielsweise in der ersten Platte angeordnet, wobei die zweite Platte einen kuppelförmigen Hohlbereich gegenüber der Öffnung aufweisen kann, um die Strömung von dem senkrechten Fluidanschluss in den Strömungsraum zu begünstigen. Die Figur 13 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilschnitts einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung. Der Teilschnitt zeigt eine alternative Ausführung des senkrechten Fluidanschlusses 2. Im Bereich der Öffnung 24 ist der senkrechte Fluidanschluss 2 gasdicht mit der Oberfläche der ersten Platte 23 verbunden, um Temperierfluid in den Strömungsraum 1 einzuleiten bzw. aus diesem auszuleiten. Der Fluidstrom fließt quer zu der durch die Haupterstreckungsrichtungen der Platten 23, 25 definierten Ebene. Die zweite Platte 25 weist einen kuppelförmigen Hohlbereich 4 gegenüber der Öffnung 24 auf, um die Strömung (Pfeil P) von dem senkrechten Fluidanschluss 2 in den Strömungsraum 1 zu begünstigen. Der kugelförmige Hohlbereich 4 wird beim Aufweiten durch ein entsprechendes Formwerkzeug hergestellt. Der Strömungsraum 1 kann durch aufgeweitete Hohlbereiche 4 in nur der ersten Platte 23 ausgebildet sein, so dass die zweite Platte 25 die Anlagefläche 14 für das Batteriemodul bilden kann, um die Wärmeübertragung zwischen dem Batteriemodul und der Batteriekühlvorrichtung vorteilhaft zu begünstigen. Die zweite Platte 25 kann dennoch außerhalb der Anlagefläche beispielsweise den hier gezeigten kuppelförmigen Hohlbereich 4 aufweisen, um lokal die Strömung des Temperierfluids zu beeinflussen.
Die Figur 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriekühlvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung. Die Batteriekühlvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Wannenform aufweist, wobei der Strömungsraum 1 sich zumindest über einen Bodenbereich 53 der Wannenform erstreckt. Der Strömungsraum 1 kann sich auch von dem Bodenbereich 53 bis in mindestens einen an den Bodenbereich 53 angeschlossenen Wandbereich 52 der Wannenform erstrecken. Zusätzlich kann mindestens ein Fluidkanal mit dem Strömungsraum 1 verbunden sein, der durch den Wandbereich 52 verläuft. Der Strömungsraum 1 der wannenförmigen Batteriekühlvorrichtung kann vergleichbar dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 gestaltet sein. Der Strömungsraum 1 weist hier beispielsweise folgende Strömungselemente 5 auf: allseitig umströmte, langgestreckte Stege 6 mit Kopfbereichen 7, auf drei Seiten umströmte Trennstege 8 und Befestigungsbereiche 18. Die Kanäle 10 sind mit dem Vorlauf 11 und dem Rücklauf 12 verbunden. In dem Vorlauf 1 1 sind die Stege 6 erkennbar vom Rand der Batteriekühlungsvorrichtung zu dem Trennsteg 8 hin ausgerichtet bzw. so ausgerichtet, dass der Fluidstrom von dem Rand in Richtung des Trennstegs 8 geleitet wird, da im Randbereich eine geringere Temperierleistung benötigt wird als in dem mittleren Bereich des Strömungsraums 1 . An dem den Kanälen
10 gegenüberliegenden Ende des Strömungsraums 1 wird der Fluidstrom vom Vorlauf
11 in den Rücklauf 12 umgeleitet. Auch diese Umleitung wird durch eine entsprechende Ausrichtung der Stege 6 begünstigt. Die Befestigungsbereiche sind in Streifen quer zu den Strömungsrichtungen im Vorlauf 1 1 und im Rücklauf 12 angeordnet.
Die Figur 15 zeigt einen weiteren Gegenstand der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. Die Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs an einem Elektrofahrzeug weist einen im Wesentlichen abgeschlossenen Fluidkanal 51 zum Zirkulieren des Temperierfluids auf. Der Fluidkanal 51 ist zwischen zwei durch Walzplattieren bereichsweise verbundenen Platten gebildet, wobei die Platten in Verbundbereichen 3 stoffschlüssig verbunden sind und in nicht verbundenen Hohlbereichen 4 zur Bildung des Fluidkanals 51 aufgeweitet sind. Die Batterie kühl Vorrichtung weist eine Wannenform auf und der nach dem Walzplattieren umgeformte Kühlkanal 51 verläuft von einem Bodenbereich 53 der Wanne in Wandbereiche 52 der Wanne und wieder zurück. Der Fluidkanal 51 kann auch bis in einen Flanschbereich 54 der wannenförmigen Batteriekühlvorrichtung geführt sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Anschlüsse 2 in dem Flanschbereich 54 mit dem Anfang und dem Ende des Fluidkanals 51 verbunden. In der Figur 14 ist ein Teilschnitt entlang der Linie A-A aus Figur 13 dargestellt. Dieser zeigt ein Detail der Ausführungsform, wonach zwei umlaufende Abdichtungssicken 55 durch Verprägen im Flanschbereich 54 in beide Platten 23 eingebracht sind. Das Verprägen der Abdichtungsicken 55 kann nach dem Aufweiten des Kühlkanals 51 erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Strömungsraum
2 Anschluss
3 Verbundbereiche
4 Hohlbereiche
5 Strömungselemente
6 Allseitig umströmter, lang gestreckter Steg
7 Kopfbereich
8 Trennsteg
9 Abteil
10 Kanal
11 Vorlauf
12 Rücklauf
14 Anlagefläche
15 Erstes Ende
16 Zweites Ende
17 Durchbrüche
18 Befestigungsbereich
19 Bohrungen
20 Verprägung
21 Verstärkungselement
22 Flanschabschnitt
23 Erste Platte
24 Öffnungen
25 Zweite Platte
51 Fluidkanal
52 Wandbereich
53 Bodenbereich 54 Flanschbereich
55 Abdichtungssicken
L Längsrichtung d Länge b Geringste Breite
B erhöhte Breite
R Radius
P Pfeil

Claims

Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs Ansprüche
1 . Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs an einem Elektrofahrzeug, wobei die Batteriekühlvorrichtung einen nach außen abgeschlossenen Strömungsraum (1 ) zum Zirkulieren eines Temperierfluids aufweist, wobei der Strömungsraum (1 ) zwischen zwei durch Walzplattieren bereichsweise miteinander verbundenen Platten gebildet ist, wobei die Platten (23, 25) in Verbundbereichen (3) stoffschlüssig verbunden sind und in nicht verbundenen Hohlbereichen (4) aufgeweitet sind um den Strömungsraum (1 ) zu bilden, wobei die Strömungselemente (5) durch die Verbundbereiche (3) gebildet sind, wobei eine Vielzahl von Strömungselementen (5) in dem Strömungsraum (1 ) angeordnet sind, die eine Strömung des Temperierfluids durch den Strömungsraum (1 ) beeinflussen, wobei zumindest ein Teil der Strömungselemente (5) als allseitig umströmter, langgestreckter Steg (6) mit mindestens einem Kopfbereich (7) ausgeführt ist, wobei eine Länge (d) des Stegs in Längsrichtung (L) größer ist als seine Breite quer zur Längsrichtung (L), wobei der Kopfbereich (7) eine erhöhte Breite (B) quer zu der Längsrichtung (L) aufweist, die größer ist, als die geringste Breite (b) des Stegs (6).
2. Batteriekühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Breite (B) um einen Faktor von mindestens 1 ,05 größer ist als die geringste Breite (b) des Stegs. Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbereich (7) eine oder mehrere Rundungen aufweist, wobei ein minimaler Radius (R) der Rundungen um einen Faktor von mindestens 1 ,3 größer ist als ein maximaler Abstand der Platten (23, 25) in einem den Kopfbereich (7) umgebenden Hohlbereich (4). Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Strömungselemente (5) als an drei Seiten umström- ter T rennsteg (8) ausgeführt ist, wobei der Strömungsraum (1 ) mindestens zwei durch einen der Trennstege (8) voneinander getrennte Abteile (9) aufweist. Batteriekühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Abteile (9) einen Vorlauf (11 ) und einen Rücklauf (12) für das Temperierfluid bilden. Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennsteg (8) die Abteile (9) verbindende Durchbrüche (17) aufweist, wobei die Durchbrüche entlang des Trennstegs in Summe eine Länge von weniger als fünf Prozent einer Gesamtlänge des Trennstegs (8) aufweisen. Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Strömungselemente (5) als allseitig umströmter Befestigungsbereich (18) zur Verbindung der Batteriekühlvorrichtung mit einem Batteriegehäuse oder mit dem Fahrzeug ausgebildet ist. Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriekühlvorrichtung eine Wannenform aufweist, wobei der Strömungsraum (1 ) sich über einen Bodenbereich (53) und mindestens einen an den Bodenbereich angeschlossenen Wandbereich (52) der Wannenform erstreckt. Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsraum (1 ) durch aufgeweitete Hohlbereiche (4) in einer ersten Platte (23) der zwei Platten ausgebildet ist, wobei eine zweite Platte (25) der zwei Platten mindestens eine Anlagefläche (14) für Batteriemodule aufweist, wobei die Anlagefläche (14) eine Ebenheit von weniger als 1 mm aufweist. 0. Batteriekühlvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Platte (25) außerhalb der Anlagefläche (14) aufgeweitete Hohlbereiche (4) aufweist. 1 . Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriekühlvorrichtung mindestens eine Verprägung (20) aufweist, wobei die Verprägung vor oder nach dem Aufweiten des Strömungsraums (1 ) eingebracht ist. 2. Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsraum (1 ) mindestens einen Kanal (10) aufweist, in dem der Hohlbereich (4) bis an einen Rand der Batteriekühlvorrichtung reicht, wobei ein paralleler Fluidanschluss (2) mit dem Kanal (10) verbunden ist.
3. Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Platten (23) mindestens eine Öffnung (24) aufweist, wobei ein abgewinkelter Fluidanschluss (2) über die Öffnung mit dem Strömungsraum (1 ) verbunden ist.
4. Batteriekühlvorrichtung für ein elektrisches Batteriemodul eines Elektroantriebs an einem Elektrofahrzeug, wobei die Batteriekühlvorrichtung einen nach außen abgeschlossenen Fluidkanal (51 ) zum Zirkulieren eines Temperierfluids aufweist, wobei der Fluidkanal zwischen zwei durch Walzplattieren bereichsweise verbundenen Platten gebildet ist, wobei die Platten in Verbundbereichen (3) stoffschlüssig verbunden sind und in nicht verbundenen Hohlbereichen (4) zur Bildung des Fluidkanals aufgeweitet sind, wobei die Batteriekühlvorrichtung wannenförmig mit einem im Wesentlichen ebenen Bodenbereich (53) und Wandbereichen (52) gestaltet ist und wobei der 22
Kühlkanal (51 ) von dem Bodenbereich (53) in mindestens einen der Wandbereiche (52) verläuft. Verfahren zur Herstellung einer Batteriekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 oder 14, wobei zunächst zwei Platten in Verbundbereichen (3) durch Walzplattieren bereichsweise stoffschlüssig verbunden werden, wobei die bereichsweise stoffschlüssig verbundenen Platten in einem anschließenden Schritt umgeformt werden, wobei die Batteriekühlvorrichtung derart umgeformt wird, dass sie wannenförmig mit einem im Wesentlichen ebenen Bodenbereich (53) und Wandbereichen (52) gestaltet wird und/oder derart umgeformt wird, dass die Batteriekühlvorrichtung mindestens eine Verprägung (20) aufweist, und wobei nach dem Umformen nicht verbundene Hohlbereiche (4) zwischen den Platten zur Bildung eines Strömungsraums (1 ) und/oder eines Fluidkanals (51 ) aufgeweitet werden.
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