用于机动车的电池的冷却板以及具有冷却板的用于机动车的电池

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的电池的冷却板以及一种具有这样的冷却板的用于机动车的电池。

背景技术

本身已知，为了对电池进行冷却而设置冷却板，所述冷却板能够由冷却介质贯穿流过。比如，这样的冷却板布置在各个电池模块之间，从而尤其能够将在电池模块的相应的电池组单体电池中产生的多余的热排出。

这样的冷却板和电池模块通常仅仅在一定的界限内具有平坦的表面。在实际上，无高的精加工开销的硬表面从来都不是完全平坦的，而是比如具有隆起、凹坑、刻痕等等。为了能够较好地传递热，有利的是，在这样的冷却板与电池模块之间实现无气塞的尽可能大面积的接触。

如果将电池模块放置或者定位在冷却板上，则在实际上通常不存在完全的面状的接触、而是存在点状的或者线状的接触。因此，在冷却板与电池模块之间通常总是存在一定的隙缝。由于公差，在冷却板与电池模块之间可能出现相当大的构件-、形状-和/或位置公差。在此，也完全可能出现的是，必须克服高达0.7mm或者也更大的缝隙尺寸。

为了实现冷却板与电池模块之间的尽可能好的热连接，常见的是，使用所谓的填隙剂材料。在此涉及导热材料，所述导热材料能够填满冷却板与电池模块之间的缝隙或者气塞。这样的填隙剂材料虽然没有最佳地传导热，但是传导性能大大好于空气。如果能够将这样的填隙剂材料涂覆得越薄，则通常冷却板与电池模块之间的热连接就越好。此外，值得追求的是，尽可能少地消耗这种相当昂贵的填隙剂材料，以用于节省成本。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种解决方案，借助于该解决方案能够以特别简单的且可靠的方式实现电池的冷却板与至少一个电池模块之间的特别好的热连接。

该任务通过具有独立权利要求的特征的一种用于机动车的电池的冷却板和一种具有这样的冷却板的电池来解决。本发明的另外的可能的设计方案尤其在从属权利要求中得到了说明。

所述按本发明的用于机动车的电池的冷却板包括能由冷却介质贯穿流过的空心型材，该空心型材的高度相对于原始形状能够通过内压力的施加来扩大并且能够通过外压力的施加来缩小。所述空心型材的变形在此根据空心型材的材料特性和/或温度特性或者根据空心型材的额外的结构上的元件而弹性地或者也塑性地进行。所述空心型材尤其能够是比如具有大约0.4mm的壁厚的薄壁的空心型材。所述薄壁的空心型材比如能够由铝制成，其中所述空心型材比如能够是挤压型材。作为冷却介质，比如能够使用由水和乙二醇构成的混合物，该混合物能够贯穿流过所述空心型材并且由此从电池组单体电池和电池模块上吸收多余的热并且将其运走。

所述空心型材具有至少一个将上空心型材内侧面与下空心型材内侧面连接起来的应变接片，其中所述应变接片具有以下横截面，所述横截面在所述空心型材具有其原始形状时不是在最短的路径上将所述上空心型材内侧面与所述下空心型材内侧面连接起来，其中所述应变接片的横截面在所述空心型材的高度扩大时被拉伸并且在所述空心型材的高度缩小被镦粗。所述应变接片的横截面因此沿着空心型材或者冷却板的竖直方向不是笔直地从下往上延伸，以用于将所述两个空心型材内侧面彼此连接起来。“所述空心型材的原始形状”尤其是指所述空心型材在制造之后所具有的形状。“所述空心型材的原始形状”尤其也是指所述空心型材的、在既没有从内部也没有从外部将压力施加到该空心型材上时的形状或者外形。

所述应变接片的横截面不是在最短的路径上将所述上空心型材内侧面与所述下空心型材内侧面彼此连接起来，由此所述空心型材能够特别容易地变形，以用于相对于其原始形状来扩大或者也缩小其高度。所提到的用于扩大空心型材的高度的内压力比如能够借助于冷却介质来施加，方法是：所述冷却介质以提高的压力被加入到空心型材中。由此，能够通过一种内高压改型方案来扩张所述空心型材，由此能够改变所述空心型材的高度。同样可能的是，从外部、比如从上侧面并且从下侧面将压力施加到所述空心型材上，由此能够缩小所述空心型材的高度。

不仅在所述空心型材的高度扩大时而且在所述空心型材的高度缩小时，所述至少一个应变接片都为所述空心型材一方面由此可靠地在内侧面得到支撑并且另一方面仍然能够相当容易地变形作贡献。在所述空心型材的高度扩大时，所述在原始形状中尤其具有被镦粗的外形的应变接片尤其被沿着空心型材的竖直方向被拉伸。在此，所述空心型材的横截面的形状发生变化。而如果所述空心型材的高度被缩小，则所述应变接片的横截面尤其沿着空心型材的竖直方向看被镦粗。

因此，通过所述至少一个应变接片的设置，能够尤其通过来自内部和来自外部的力的施加或者压力施加来改变所述空心型材的高度。因此，可能的是，首先使所述空心型材的高度与机动车的电池内部的安装情况或者公差情况相匹配。

如果比如所述空心型材的和/或所属的电池模块的比如构件-、形状-和/或位置公差导致会在空心型材与电池模块之间出现相当大的缝隙，那就能够在一定程度上从内部给所述空心型材充气，以用于扩大空心型材的高度。由此，能够显著地缩小所述空心型材与电池模块侧之间的缝隙。如果实际情况要求所述空心型材的高度不应该太大，则也能够相反地进行处理。在这种情况下首先容易地沿着竖直方向将所述空心型材镦粗。比如对于按本发明的冷却板来说，能够通过1巴的内压力的施加将所述空心型材的高度扩展了0.4mm。如果比如在没有所述措施的情况下所述空心型材与电池模块侧之间的缝隙是0.7mm高，则该缝隙在所述空心型材扩展之后还仅仅是0.3mm高。必须使用的填隙剂材料相应较少。这一方面节省了成本，并且另一方面能够改进所述冷却板的空心型材与相应的电池模块侧之间的热连接。

本发明的一种可能的实施方式规定，上连接区域和下连接区域彼此对置地布置，其中在所述上连接区域处所述应变接片与所述上空心型材内侧面相连接，并且在所述下连接区域处所述应变接片与所述下空心型材内侧面相连接。因为这些连接区域或者连接部位相对于空心型材的横向方向布置在同一位置处，所以在所述空心型材扩展时并且也在所述空心型材镦粗时能够防止所述空心型材的上侧面和下侧面关于该空心型材的横向方向相对于彼此滑离或者相对于彼此移动。

本发明的另一种可能的实施方式规定，所述应变接片的横截面具有至少一个基本上s形的区段。比如，所述横截面能够锯齿状地从上空心型材内侧面伸展到下空心型材内侧面。这种锯齿形状具有至少一个简单的s形状。在由所述竖直方向和横向方向撑开的平面之内，比如所述横截面的两个区段能够对角地伸展，其中一个处于其之间的区段比如能够沿着横向方向伸展。如果所述空心型材被扩张，则所述对角的区段更陡地竖起并且就这样实现所述空心型材的受控制的扩张。也可能的是，所述应变接片的横截面具有多个s形的彼此先后相随的区段。换言之，所述应变接片的横截面因此能够具有多个以锯齿形式彼此并列的区段。通过所述横截面的这种造型，尤其有利于所述空心型材沿着竖直方向扩展。同时，通过所述横截面的这种形状，能够在内部保证所述空心型材的良好的支撑作用。

按照本发明的另一种可能的实施方式来规定，所述应变接片平行于冷却板的纵向方向尤其在空心型材的整个长度范围内延伸。由此，如果仅仅设置了一个唯一的应变接片，所述空心型材就能够被划分为两个腔室。

在本发明的另一种可能的设计方案中规定，所述冷却板具有多个彼此平行地布置的应变接片。由此，能够保证所述空心型材的沿着竖直方向的特别均匀的扩展和镦粗。此外，所述多个应变接片用于使所述空心型材在内侧面相当稳定地得到支撑。此外，所述应变接片用于使从电池模块排出的热不仅仅在外侧面对所述冷却板、尤其是所述空心型材进行加热。通过所述应变接片，能够将热传导到所述能够由冷却介质贯穿流过的空心型材的内部。

本发明的另一种可能的实施方式规定，所述空心型材具有至少一根隔条，所述隔条布置在所述空心型材内侧面之一上并且与另一个空心型材内侧面隔开。相对于所述空心型材的竖直方向，这根隔条因此不是连贯的。所述隔条尤其用于使所述空心型材不仅仅在外部的区域中得到加热，而且在所述空心型材布置在电池模块上时也将热传递到所述空心型材的内部。由此，能够从相关的电池模块经由空心型材到贯穿流过所述空心型材的冷却介质进行特别好的热传递。所述至少一根隔条没有将所述空心型材内侧面彼此连接起来，由此所述隔条不会阻止所述空心型材的沿着竖直方向的扩展或者镦粗。

按照本发明的另一种可能的实施方式来规定，所述隔条的横截面平行于冷却板的竖直方向来伸展。换言之，所述隔条因此相对于冷却板或者空心型材的竖直方向笔直地伸展。不过，其他的造型、比如锯齿形等等同样也是可能的，只要所述隔条没有将空心型材内侧面彼此连接起来。所述横截面的非笔直的形状尤其能够为隔条的表面扩大作贡献，这能够对所述空心型材的热力学的特性产生积极影响。

本发明的另一种可能的实施方式规定，所述隔条平行于冷却板的纵向方向尤其在空心型材的整个长度范围内延伸。由此，能够从电池经由隔条到贯穿流过所述空心型材的冷却介质进行特别均匀的热输入。

在本发明的另一种可能的设计方案中规定，相对于所述冷却板的横向方向在两个应变接片之间布置了多根隔条。因此，所述应变接片将空心型材划分为相应的彼此分开的腔室，其中在这些腔室的内部布置了多根隔条。由此，所述贯穿流过相应的腔室的冷却介质能够特别均匀地从所属的电池模块上吸收热。

本发明的另一种可能的设计方案中规定，所述隔条交替地布置在上空心型材内侧面和下空心型材内侧面上。尤其如果在所述空心型材的上侧面和下侧面上布置了各自的电池模块，则这一点有助于特别均匀地不仅能够从上电池模块而且能够从下电池模块将热传递到所述空心型材内部的冷却介质上。

本发明的另一种可能的实施方式规定，在所述空心型材具有其原始形状时，所述空心型材的对置的纵侧面不是在最短的路径上相应地将空心型材上侧面与空心型材下侧面彼此连接起来。比如，所述空心型材的纵侧面能够具有弧形的横截面或者至少一个至少基本上s形的区段。换言之，因此所述空心型材的纵侧面的相应的横截面能够被设计为弧形或者也比如能够被设计为s形。比如，可能的是，所述空心型材的纵侧面相对于其横截面具有与应变接片相同的形状。这能够有利于所述空心型材沿着竖直方向扩展和镦粗。

按照本发明的另一种可能的实施方式来规定，所述空心型材的相应的敞开的端侧被冷却板的相应的端部区段所封闭，其中所述端部区段中的至少一个端部区段具有用于输送并且/或者排出冷却介质的接头。所述端部区段根据如何布置所述用于输送并且排出冷却介质的接头的情况也能够用于实现冷却介质的从空心型材的一个腔室到所述空心型材的另一个腔室的转向。

所述按本发明的用于机动车的电池包括至少一块按本发明的冷却板或者所述按本发明的冷却板的至少一种可能的实施方式，其中所述冷却板布置在电池的电池模块的电池模块侧上。比如也可能的是，分别在一对电池模块之间布置冷却板。尤其通过所述冷却板的沿着竖直方向的扩张的可能性，能够减小冷却板与相应的电池模块侧之间的缝隙尺寸。

最后，所述电池的一种可能的实施方式规定，在所述冷却板的空心型材的朝向电池模块侧的一侧上布置了由导热材料构成的垫。换言之，可能的是，将一种填隙剂垫粘贴或者以其他方式布置在空心型材的为电池模块侧分配的一侧上。对于这样的填隙剂垫的操纵容易得多并且不需要计量系统以用于涂覆填隙剂。

本发明的另外的可能的优点、特征和细节从以下对于可能的实施例的描述中并且借助于附图来得出。前面在说明书中所提到的特征和特征组合以及接下来在附图说明中并且/或者仅仅在附图中所示出的特征和特征组合能够不仅在相应所说明的组合中、而且也在其他的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

附图示出如下：

图1示出了具有多个电池模块的用于机动车的电池的透视图，其中在所述电池模块之间布置了冷却板；

图2示出了所述电池的俯视图；

图3示出了所述电池的沿着在图2中标识的断面A-A的横截面视图；

图4示出了所述冷却板的第一种实施方式的透视图；

图5示出了所述冷却板的第二种实施方式的透视图；

图6示出了所述冷却板的第三种实施方式的透视图；

图7示出了用于所述冷却板的端部区段的第一种实施方式的透视图；

图8示出了用于所述冷却板的端部区段的第二种实施方式的透视图；

图9示出了所述冷却板的端部区段的另一种实施方式的透视图；

图10示出了所述冷却板的空心型材的透视图，该空心型材能够用冷却介质来贯穿流过；

图11示出了所述空心型材的透视的详细视图；

图12示出了所述空心型材的正视图。

相同的或者功能相同的元件在附图中设有相同的附图标记。

具体实施方式

一种用于机动车的电池10以透视图在图1中示出。所述电池10包括多个电池模块12，所述电池模块按照本图示上下叠置。在上面两个电池模块12之间并且在下面两个电池模块12之间分别布置了冷却板14，所述冷却板能够由冷却介质贯穿流过，以用于将多余的热尤其从电池模块12的这里未示出的电池组单体电池上排出。在环境温度冷时，所述冷却板14也比如能够用于将所述电池模块12、尤其在其中所包含的电池组单体电池加热到有利的运行温度。通过流入口16能够向所述冷却板14供给冷却介质。通过流出口18能够将变热的冷却介质排出。

在图2中以俯视图示出了所述电池10。该视图尤其用于标识断面A-A。

在图3中以沿着在图2中所标识的断面A-A的横截面视图示出了所述电池10。在此，还可以再次清楚地看出，所述冷却板14如何布置在相应的电池模块12之间。为了保证特别好地将热从电池模块12传递到处于冷却板14中的冷却介质上，值得追求的是，将所述电池模块12尽可能面状地连接在冷却板14上，而尤其不存在气塞。通常为此而使用所谓的填隙剂材料，因为由于制造原因通常不仅所述电池模块12而且所述冷却板14在其表面上都没有完全平坦地构成。比如，所述电池模块12和冷却板14的表面可能具有隆起、凹坑、刻痕等等。由于构件-、形状-及位置公差而由此可能产生缝隙。

在图4中以透视图示出了所述冷却板14的一种可能的实施方式。所述冷却板14的这种实施方式布置在上面两个电池模块12之间(参见图1和图3)。所述冷却板14包括空心型材20，该空心型材是具有比如大约0.4mm的壁厚的薄壁的空心型材。整个空心型材20比如能够借助于挤压来制造。在所述空心型材20的这里相应地看不出的敞开的端部上布置了端部区段22、24，所述端部区段液密地将空心型材20封闭。按照本图示前面的端部区段22具有多个用于输送并且排出并且用于引过冷却介质的接头26。

比如可能的是，通过右上的接头26将冷却介质导入到所述空心型材20中。所述空心型材比如能够具有左边的和右边的腔室。因此，所述冷却介质首先被输送给右腔室并且一直流到所述端部区段24，该端部区段具有这里看不出的冷却介质转向结构。而后通过这个冷却介质转向结构，冷却介质到达所述空心型材20的左腔室中并且而后一直流到接头26处，通过该接头现在变热的冷却介质能够离开所述空心型材20。下面两个接头26用于同样向下冷却板14(参见图1和3)供给冷却介质或者又将冷却介质排出。

在图5中以透视图示出了所述冷却板14的另一种实施方式。这种实施方式对于电池10来说被安装在下面两个电池模块12之间(参见图1和图3)。因此，这块冷却板14用作一种端件，这也可以从以下情况中看出，即：按照本图示前面的端部区段28仅仅具有两个接头26。所述接头26之一又用于输送冷却介质，其中所述接头26中的另一个接头用于排出冷却介质。

在图6中示出了所述冷却板14的另一种可能的实施方式。如在这里可以看出的一样，所述两个端部区段28具有各自的接头26。所述按照本图示布置在左边的接头26比如能够用于输送冷却介质，其中右边的接头26能够用于能够让冷却介质流出。也能够以逆流运行方式来运行所述冷却板14。

在图7中以透视图示出了所述冷却板14的端部区段22。在此，可以清楚地看出所述端部区段22内部的间壁30。通过该间壁能够分开地输送并且排出冷却介质。

在图8中以透视图示出了所述端部区段28，其中该端部区段同样具有间壁30。

在图9中以透视图示出了具有所提到的冷却介质转向结构的端部区段24。因此，这个端部区段24在所述冷却板14的在图4和5中所示出的实施方式中用于使冷却介质比如从空心型材20的一个腔室转向到其另一个腔室中。

在图10中仅仅以透视图示出了所述空心型材20。在所述空心型材20的在此示出的实施方式中，该空心型材具有四个单个的腔室32，所述腔室彼此分开并且沿着所述空心型材20或者冷却板14的纵向方向x延伸。

在图11中以透视的详细视图示出了所述空心型材20。在这里首先可以看出布置在最右边的腔室32并且还可以看出布置在其旁边的腔室32的一部分。所述两个腔室32通过空心型材20的应变接片34来彼此分开。所述应变接片34将上空心型材内侧面36与下空心型材侧面38连接起来并且是空心型材20的整体的组成部分、因此比如同样通过挤压来制成。

所述能用冷却介质来贯穿流过的空心型材20能够通过内压力的施加尤其沿着竖直方向z来扩张。同样能够通过来自上方和下方的外压力的施加来缩小所述空心型材20的高度。所述空心型材20的这种扩张和镦粗通过应变接片34的横截面形状得到支持。如可以看出的那样，这里能看出的应变接片34具有以下横截面，所述横截面不是在最短的路径上将上空心型材内侧面36与下空心型材内侧面38彼此连接起来。换言之，所述应变接片34因此不是笔直地沿着竖直方向z延伸、而是s形地或者锯齿形地延伸。在此，所述应变接片34具有两根未详细标明的对角地伸展的支柱和一根沿着横向方向y伸展的支柱。在所述空心型材20的高度扩张或者扩大时，所述应变接片34的横截面被拉伸，而在所述空心型材20关于其竖直方向z镦粗时所述应变接片34的横截面同样被镦粗。不仅在所述空心型材20扩张时而且在其镦粗时，所述应变接片34一方面用于使所述空心型材质0在内侧面上可靠地得到支撑。另一方面，所述应变接片34的横截面形状有利于所述空心型材20的扩张并且也有利于其镦粗。其余的在这里看不出的应变接片34具有与在这里能看出的应变接片34相同的形状。

如可以看出的那样，未详细标明的上连接区域和未详细地标明的下连接区域关于横向方向y对置地隔开，其中在所述上连接区域处所述应变接片34与上空心型材内侧面36相连接，并且在所述下连接区域处所述应变接片34与下空心型材内侧面38相连接。不仅在所述空心型材20扩张时而且在其镦粗时，这都为所述空心型材20的这里未详细标明的上侧面和下侧面不会沿着横向方向y相对于彼此滑离或者相对于彼此移动作贡献。此外，所述应变接片34平行于所述冷却板14的纵向方向x在空心型材20的整个长度的范围内延伸，由此相应的腔室32彼此被分开。

如借助于图10已经可以看出的那样，所述冷却板14或者空心型材20具有多个彼此平行地布置的应变接片34。此外，所述空心型材20具有多根隔条40，所述隔条分别布置在空心型材内侧面36、38之一上并且与相应另一个空心型材内侧面36、38隔开。所述隔条40的相应的横截面笔直地或者平行于冷却板14或者空心型材20的竖直方向z来伸展。所述隔条40尤其用于保证良好地将热从电池模块12传递到贯穿流过空心型材20的各个腔室32的冷却介质上。所述隔条40伸到空心型材20的内部，由此，在将热从所述电池模块12经由空心型材20传递到冷却介质上时，所述空心型材20不仅在外侧面上而且也在内侧面上被撑开。

如可以看出的那样，所述隔条40交替地布置在上空心型材内侧面36和下空心型材内侧面38上。不仅在所述空心型材20扩张时而且在其镦粗时，所述隔条40都不妨碍所述空心型材20的变形。因为如已经提到的那样，所述隔条40没有将空心型材内侧面36、38彼此连接起来。这使得所述空心型材20的尤其沿着竖直方向z的扩张和镦粗都变得容易。

在图12中以正视图示出了所述空心型材20。在此，能够再次清楚地看出所述应变接片34和隔条40的横截面形状。关于所述横向方向y多根隔条40布置在各两个应变接片34之间。所述空心型材20的相应的对置的纵侧面42不是在最短的路径上相应地将空心型材44上侧面44与空心型材下侧面46连接起来，因为它按照本图示关于其横截面是弧形的。不过，其他的横截面形状同样是可能的，使得所述对置的纵侧面42能够比如具有与应变接片34相同的横截面形状。所述对置的纵侧面42不是笔直地沿着竖直方向z伸展，由此所述纵侧面42的造型同样有利于所述空心型材20的尤其沿着竖直方向z的扩张和镦粗。

因此，通过所述空心型材20的所描述的设计方案，能够相当容易地改变其形状、尤其是其沿着竖直方向z的厚度，方法是：要么施加内压力要么施加外压力。空心型材上侧面44或者空心型材下侧面46与电池模块12的外侧面之间的相应的缝隙由此首先能够得到减小。由此，能够在很大的程度上减少有待使用的填隙剂材料。此外，比如也能够在所述空心型材上侧面44和/或空心型材下侧面46上布置这里未示出的填隙剂垫。对于这样的填隙剂垫来说，所述处理方式与比如焊道状地或者类似地借助于计量系统施加填隙剂的情况相比相当简单。

附图标记列表：

10电池

12电池模块

14冷却板

16流入口

18流出口

20冷却板的空心型材

22冷却板的端部区段

24冷却板的具有冷却介质转向结构的端部区段

26端部区段的接头

28冷却板的端部区段

30端部区段中的间壁

32空心型材中的腔室

34空心型材的应变接片

36上空心型材内侧面

38下空心型材内侧面

40空心型材隔条

42空心型材的纵侧面

44空心型材上侧面

46空心型材下侧面

x纵向方向

y横向方向

z竖直方向。