DE102011106662A1 - Heat sink for energy storage e.g. high-voltage battery, has rigidity formation structures which are connected to form cooling media-free cavity - Google Patents

Abstract

The heat sink (1) has a cooling medium channel system (5) whose ends are provided with a coolant inlet and a coolant outlet. The rigidity formation structures (4-1,4-2) are connected to form cooling media-free cavity (4-3) filled with gas. The outwardly directed heat sink layers (2,3) are connected tightly with the rigidity formation structures through the channels (5-1,5-2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für einen Energiespeicher, insbesondere eine Hochvoltbatterie, welcher in seinem Inneren ein, von einem Kühlmedium durchflossenes Kanalnetz aufweist, das an je einem Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass endet, die außen an dem Kühlkörper angeordnet sind.The invention relates to a heat sink for an energy store, in particular a high-voltage battery, which has in its interior a channel network through which flows a cooling medium, which ends at a respective coolant inlet and a coolant outlet, which are arranged on the outside of the heat sink.

In Elektro- oder Hybridfahrzeugen kommen Hochvoltbatteriesysteme zur Anwendung, welche beispielsweise aus Lithium-Ionenzellen bestehen. Aus Sicherheits- und Lebensdauergründen ist eine Temperaturüberwachung dieser Zellen erforderlich. Die Leistung einer solchen Hochvoltbatterie hängt von der Batterietemperatur, dem Alter der Batterie, den Lade- und Entladeströmen der Batterie sowie dem Ladezustand SoC (State of Charge) ab. Erreicht auch nur eine einzelne Zelle der Hochvoltbatterie ihre Maximaltemperatur, muss der Lade- bzw. Entladevorgang der Hochvoltbatterie abgeregelt werden. Diese einzelne Zelle bestimmt mit ihrer Maximaltemperatur somit den maximalen Ladezustand des Gesamtsystems bzw. die Effizienz des Ladevorganges. Hochvoltbatterien, insbesondere mit Lithium-Ionenzellen, erzeugen bei ihrer Entladung Wärme, was wiederum den Entladestrom vergrößert. Dies führt zu einem thermisch instabilen Zustand.In electric or hybrid vehicles high-voltage battery systems are used, which consist for example of lithium-ion cells. For safety and durability reasons, temperature monitoring of these cells is required. The performance of such a high-voltage battery depends on the battery temperature, the age of the battery, the charging and discharging currents of the battery and the state of charge SoC (state of charge). If only a single cell of the high-voltage battery reaches its maximum temperature, the charging or discharging process of the high-voltage battery must be stopped. This single cell thus determines with its maximum temperature the maximum state of charge of the entire system or the efficiency of the charging process. High-voltage batteries, especially with lithium-ion cells, generate heat during their discharge, which in turn increases the discharge current. This leads to a thermally unstable state.

Um einer inhomogenen Temperaturverteilung über die Einzelzellen der Hochvoltbatterie entgegenzuwirken, ist aus der G 92 10 384.7 eine mehrzellige Akkumulatorbatterie mit Kühlung bekannt, welche einen Kühlkörper umfasst, der aus mehreren gegenüberliegenden Rippen gebildet ist, welche Teilhohlräume bilden, in denen ein Kühlmittel fließt. Die Teilhohlräume sind über schmale Längsspalten miteinander verbunden, über welche das Kühlmittel zwischen den Teilhohlräumen ausgetauscht werden kann. Darüber hinaus weist der Kühlkörper nach innen gerichtete Vertiefungen auf, welche im Inneren des Kühlkörpers zusammenstoßen und somit die angrenzenden Teilhohlräume verschließen. Diese Kontaktstellen der Vertiefungen dienen zur inneren Verfestigung des Kühlkörpers.In order to counteract an inhomogeneous temperature distribution over the individual cells of the high-voltage battery, from G 92 10 384.7 a multi-cell battery with accumulator cooling is known, which comprises a heat sink, which is formed of a plurality of opposing ribs, which form part cavities in which a coolant flows. The partial cavities are interconnected via narrow longitudinal gaps, via which the coolant can be exchanged between the partial cavities. In addition, the heat sink has inwardly directed recesses, which collide inside the heat sink and thus close the adjacent part cavities. These contact points of the recesses are used for internal consolidation of the heat sink.

Aus der DE 10 2008 059 955 A1 ist eine Fahrzeugbatterie mit einer Kühlplatte bekannt, welche zweiteilig aufgebaut ist. Die Kühlplatte umfasst ein Unterteil, welches einen Kühlkanal aufweist, der durch eine spanlose Umformtechnik in dem Unterteil ausgeformt ist. Das so gestaltete Unterteil wird mittels einer ebenen Abdeckplatte abgedeckt. Durch Anwendung verschiedener Schweißvorgänge wird die Abdeckplatte mit dem Unterteil verbunden. So werden die Außenränder durch ein Pressschweißverfahren in Form eines Rollnahtschweißens miteinander verbunden. Zur Verstärkung der Verbindung zwischen Abdeckplatte und Unterteil werden zwischen den einzelnen mäanderförmigen Abschnitten des Kühlkanals Verbindungen durch ein Widerstandspunktschweißen hergestellt.From the DE 10 2008 059 955 A1 is a vehicle battery with a cooling plate is known, which is constructed in two parts. The cooling plate comprises a lower part, which has a cooling channel, which is formed by a chipless forming technique in the lower part. The thus designed lower part is covered by a flat cover plate. By applying various welding operations, the cover plate is connected to the lower part. Thus, the outer edges are joined together by a pressure welding process in the form of a roll seam welding. To reinforce the connection between the cover plate and lower part, connections are produced by resistance spot welding between the individual meandering sections of the cooling channel.

Eine Batterie mit einem, als Kühlvorrichtung ausgebildeten Wärmetauscher, welcher von einem Kühlmittel durchströmt wird, ist aus der DE 10 2008 059 954 A1 bekannt. Dabei umfasst der Wärmetauscher eine Kühlplatte, auf welcher ein separates, von dem Kühlmittel durchströmtes Rohr angeordnet ist. Das Rohr ist dabei mäanderförmig ausgebildet, wobei die Mäander jeweils auf einer Seite plan ausgebildet sind, mit welcher sie auf einer Oberfläche der Kühlplatte aufliegen.A battery with a, designed as a cooling device heat exchanger, which is flowed through by a coolant, is from the DE 10 2008 059 954 A1 known. In this case, the heat exchanger comprises a cooling plate, on which a separate, through which the coolant flowed pipe is arranged. The tube is meander-shaped, wherein the meander are each formed flat on one side, with which they rest on a surface of the cooling plate.

Nachteilig bei den zur Kühlung einer Hochvoltbatterie genutzten Kühlkörpern ist, dass die Steifigkeit des Kühlkörpers gegenüber den Zellen der Hochvoltbatterie nicht ausreichend ist, was dazu führen kann, dass es zu Verformungen des Kühlkörpers kommt, welche den Kühlprozess der Zellen der Hochvoltbatterie benachteiligen.A disadvantage of the used for cooling a high-voltage battery heatsinks is that the stiffness of the heatsink to the cells of the high-voltage battery is not sufficient, which can lead to deformations of the heat sink, which disadvantage the cooling process of the cells of the high-voltage battery.

Ausgehend von dem zuvor erwähnten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlkörper anzugeben, welcher neben einem ausreichenden Kühleffekt auch eine hohe Steifigkeit gegenüber den Zellen der Hochvoltbatterie erreicht.Based on the aforementioned prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a heat sink, which also achieves a high degree of rigidity against the cells of the high-voltage battery in addition to a sufficient cooling effect.

Die Lösung der Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt. Mit dem erfindungsgemäßen Kühlkörper für einen Energiespeicher wird eine vollkommen neue Einrichtung vorgestellt, welche steife Strukturen aufweist, die kostengünstig und bauraumsparend herstellbar sind und trotzdem genügend Steifigkeit gegenüber dem Gewicht der Zellen des Energiespeichers, vorzugsweise der Hochvoltbatterie, aufweisen. Diese steifen Strukturen ermöglichen, dass das Kanalnetz, durch welches das Kühlmedium fließt, nicht verformt wird und somit bei der Kühlung ein hoher Wärmeübergang von den Zellen der Hochvoltbatterie auf das Kühlmedium realisiert wird. Zu diesem Zweck ist der Kühlkörper aus mindestens zwei gegenüberliegenden Kühlkörperschichten gebildet, wobei mindestens die erste Kühlkörperschicht eine nach außen gerichtete, einen kühlmedienfreien Hohlraum bildende, erste Steifigkeitsausformung aufweist und die zwei Kühlkörperschichten außerhalb der ersten Steifigkeitsausformung miteinander dicht verbunden sind. Die Steifigkeitsausformungen werden somit aus denselben Kühlkörperschichten erstellt, welche das von dem Kühlmedium durchflossene Kanalnetz bilden. Zusätzliche separate Strukturen zur Verbesserung der Steifigkeit des Kühlkörpers sind somit nicht notwendig, was den Materialeinsatz bei der Herstellung des Kühlkörpers reduziert und die Herstellungskosten vermindert.The solution of the problem is achieved by the measures specified in claim 1, which have the following special significance. With the heat sink according to the invention for an energy storage a completely new device is presented, which has rigid structures which are inexpensive and space-saving to produce and still have sufficient rigidity against the weight of the cells of the energy storage, preferably the high-voltage battery. These rigid structures make it possible that the sewer system, through which the cooling medium flows, is not deformed, and thus a high heat transfer from the cells of the high-voltage battery to the cooling medium is realized during cooling. For this purpose, the heat sink is formed from at least two opposing heat sink layers, wherein at least the first heat sink layer has an outwardly directed, a cooling medium-free cavity forming, first stiffness formation and the two heat sink layers outside the first Stiffnessausformung are tightly interconnected. The stiffness formations are thus created from the same heat sink layers which form the channel network through which the cooling medium flows. Additional separate structures for improving the rigidity of the heat sink are thus not necessary, which reduces the use of material in the production of the heat sink and reduces the manufacturing cost.

Es ist vorgesehen, dass die zweite Kühlkörperschicht eine zweite, ebenfalls nach außen gerichtete Steifigkeitsausformung aufweist, welche insbesondere der ersten Steifigkeitsausformung der ersten Kühlkörperschicht annähernd direkt gegenüberliegt, wodurch ein gemeinsamer kühlmediumfreier Gesamthohlraum gebildet ist. Durch die entgegengesetzt zueinander ausgerichteten Steifigkeitsausformungen der beiden Kühlkörperschichten wird die Steifigkeit des Kühlkörpers erhöht und die Struktur des Kühlkörpers stabilisiert. Durch diese Ausbildung werden die stabilisierenden Steifigkeitsstrukturen auf einem sehr geringem Bauraum ausgebildet, wodurch das Gewicht des Kühlkörpers reduziert wird. It is provided that the second heat sink layer has a second, likewise outwardly directed Stifigkeitsausformung, which in particular the first stiffness Ausformung of the first heat sink layer is approximately directly opposite, whereby a common cooling medium-free overall cavity is formed. Due to the oppositely oriented stiffness formations of the two heat sink layers, the rigidity of the heat sink is increased and the structure of the heat sink stabilized. With this design, the stabilizing stiffness structures are formed in a very small space, whereby the weight of the heat sink is reduced.

Es ist denkbar, dass die erste und/oder die zweite Steifigkeitsausformung rippenähnlich ausgebildet sind und sich vorzugsweise über die gesamte Ausdehnung der ersten und/oder zweiten Kühlkörperschicht erstrecken. Dabei ist es vom Anwendungsfall abhängig, ob die Steifigkeitsausformungen sich annähernd über die gesamte Länge oder annähernd über die gesamte Breite der Kühlkörperschichten erstrecken. Es ist auch vorstellbar, dass diese rippenähnlich ausgebildeten Steifigkeitsausformungen zur Erhöhung der Stabilität des Kühlkörpers sich diagonal über die Kühlkörperschichten erstrecken. Eine solche Ausdehnung über die gesamte Kühlkörperschicht trägt zu einer wesentlichen Verbesserung der Stabilität des Kühlkörpers bei.It is conceivable that the first and / or the second stiffness formation are formed rib-like and preferably extend over the entire extent of the first and / or second heat sink layer. It depends on the application, whether the Stiffnessausformungen extend approximately over the entire length or approximately over the entire width of the heat sink layers. It is also conceivable that these rib-like stiffness formations to increase the stability of the heat sink extend diagonally across the heat sink layers. Such expansion over the entire heat sink layer contributes to a substantial improvement in the stability of the heat sink.

Vorteilhafterweise sind der Hohlraum der ersten Steifigkeitsausformung bzw. der Gesamthohlraum der ersten und der zweiten Steifigkeitsausformung von einem Gas ausgefüllt. Dieses Gas unterstützt die Stabilität der Steifigkeitsausformungen des Kühlkörpers.Advantageously, the cavity of the first stiffness formation or the entire cavity of the first and the second stiffness formation are filled by a gas. This gas assists the stability of the heat sink stiffness shapes.

Erfindungsgemäß weist die erste und/oder die zweite Kühlkörperschicht eine nach außen gerichtete und einen Kanalhohlraum bildende Kanalausformung auf, wobei das Kühlmedium den Kanalhohlraum durchfließt und die zwei Kühlkörperschichten außerhalb der ersten Kanalausformung miteinander dicht verbunden sind, wobei insbesondere die zweite Kanalausformung der zweiten Kühlkörperschicht zu der ersten Kanalausformung der ersten Kühlkörperschicht entgegengesetzt ausgeformt ist, wobei die erste Kanalausformung der ersten Kühlkörperschicht annähernd direkt der zweiten Kanalausformung der zweiten Kühlkörperschicht gegenüberliegt, wodurch ein gemeinsamer, das Kühlmedium führender Gesamtkanalhohlraum gebildet ist. Durch diese Ausgestaltung werden sowohl die Kühlmittelkanäle als auch die Steifigkeitsstrukturen aus nur zwei Kühlkörperschichten hergestellt. Das so aus den beiden Kühlkörperschichten entstandene Schichtbauteil kann an einen Medienkreislauf angeschlossen werden und ermöglicht eine komplexe Klimastrategie auf engsten Raum, wobei bei den gleichzeitig ausgebildeten Steifigkeitsstrukturen die Stabilität des Kühlkörpers gegenüber den mit einem hohen Gewicht versehenen Zellen des Energiespeichers gewährleistet ist. Durch die Verwendung von nur zwei Kühlkörperschichten können in einem einfachen Stanzprozess sowohl die Kanalausformungen als auch die Versteifungsausformungen hergestellt werden, was den Herstellungsprozess des Kühlkörpers nicht nur vereinfacht sondern auch verbilligt.According to the invention, the first and / or the second heat sink layer has an outwardly directed and a channel cavity forming channel formation, wherein the cooling medium flows through the channel cavity and the two heat sink layers outside the first channel formation are tightly interconnected, in particular the second channel formation of the second heat sink layer to the first channel formation of the first heat sink layer is oppositely formed, wherein the first channel formation of the first heat sink layer is approximately directly opposite the second channel formation of the second heat sink layer, whereby a common, the cooling medium leading total channel cavity is formed. As a result of this embodiment, both the coolant channels and the stiffness structures are produced from only two heat sink layers. The layer component thus created from the two heat sink layers can be connected to a media circuit and allows a complex climate strategy in the narrowest space, wherein the stability of the heat sink is ensured with respect to the high-weight cells of the energy storage in the simultaneously formed stiffness structures. Through the use of only two heat sink layers, both the channel formations and the stiffening formations can be produced in a simple stamping process, which not only simplifies the manufacturing process of the heat sink but also reduces it.

Es ist vorstellbar, dass die erste und/oder die zweite Kanalausformung, insbesondere gekrümmt, kanalähnlich ausgebildet sind und sich vorzugsweise über eine vorgegebene Ausdehnung der ersten und/oder zweiten Kühlkörperschicht erstrecken, wobei die rippenähnlichen Versteifungsausformungen im Bereich der kanalähnlichen Kanalausformungen unterbrochen sind. Durch diesen mindestens zweischichtigen Systemaufbau des Kühlkörpers kann der Systemaufbau als Topologieoptimierung in Bezug auf die Bausteifigkeit genutzt werden. Bei dieser Topologieoptimierung wird die Masse des Kühlkörpers innerhalb der festgelegten räumlichen Ausdehnung des Kühlkörpers optimal verteilt. Insbesondere, wenn die rippenähnlichen Steifigkeitsausformungen eine andere Ausdehnungsrichtung über den Kühlkörper aufweisen als die kanalähnlich ausgebildeten Kanalausformungen, müssen die rippenähnlichen Steifigkeitsausformungen abgeschlossen werden, damit sich die kanalähnlichen Kanalausformungen ununterbrochen über den Kühlkörper erstrecken können, um zu gewährleisten, dass das Kühlmedium innerhalb der kanalähnlichen Kanalausformungen zirkulieren kann. Kommt es zu einer solchen Kreuzung der Steifigkeitsausformungen mit den Kanalausformungen, so wird die Steifigkeitsausformung auf einer Seite der Kanalausformung abgeschlossen und auf einer anderen Seite der Kanalausformung wird eine neue Steifigkeitsausformung ausgebildet.It is conceivable that the first and / or the second channel formation, in particular curved, are channel-like and preferably extend over a predetermined extent of the first and / or second heat sink layer, whereby the rib-like stiffening formations in the region of the channel-like channel formations are interrupted. Due to this at least two-layer system structure of the heat sink, the system structure can be used as a topology optimization with respect to the building block. In this topology optimization, the mass of the heat sink is optimally distributed within the specified spatial extent of the heat sink. In particular, if the rib-like stiffness shapes have a different extension direction over the heat sink than the channel-like channel shapes, the rib-like stiffness shapes must be completed to allow the channel-like channel shapes to extend uninterruptedly over the heat sink to ensure that the cooling medium circulates within the channel-like channel shapes can. If such a crossing of the stiffness formations with the channel formations occurs, the stiffness formation on one side of the channel formation is completed and on another side of the channel formation a new stiffness formation is formed.

Weiter ist vorstellbar, dass die Versteifungsausformungen und/oder die Kanalausformungen aus einer dritten und/oder vierten Kühlkörperschicht ausgebildet sind, welche auf der ersten und zweiten Kühlkörperschicht aufliegen. Aufgrund der verwendeten Schichttechnologie können eine beliebige Anzahl von Kühlkörperschichten übereinander gestapelt werden, wobei immer zwei Kühlkörperschichten die Kanalausformungen und/oder die Steifigkeitsausformungen bilden. Dadurch wird bei Gewährleistung einer zuverlässigen Stabilität des Kühlkörpers die Kühlleistung eines solchen durch die Ausbildung einer Mehrzahl von Kanalnetzen innerhalb des Kühlkörpers verbessert.It is further conceivable that the stiffening formations and / or the channel formations are formed from a third and / or fourth heat sink layer, which rest on the first and second heat sink layer. Due to the layer technology used, any number of heat sink layers can be stacked on top of each other, with two heat sink layers always forming the channel formations and / or the stiffness formations. As a result, the cooling performance of such is improved by providing a plurality of sewer networks within the heat sink while ensuring a reliable stability of the heat sink.

Es ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Kanalausformung und/oder die erste und/oder die zweite Steifigkeitsausformung einen halbkreisähnlichen oder rechteckähnlichen oder trapezähnlichen Querschnitt aufweisen. Dabei bietet es sich an, dass die Querschnitte der Kanalausformungen, welche das Kühlmedium führen, halbkreisähnlich ausgebildet sind, während die Querschnitte der Steifigkeitsausformungen rechteckähnlich oder trapezähnlich gestaltet sind. Vorteilhafterweise überragen die, mit einem rechteckähnlichen oder trapezähnlichen Querschnitt versehenen Steifigkeitsausformungen die, einen halbkreisähnlichen Querschnitt aufweisenden Kanalausformungen. Somit wird sichergestellt, dass die Kanalausformungen aufgrund des Gewichtes der Zellen der Hochvoltbatterie nicht verformt werden können und somit die Zirkulation des Kühlmediums in den Kanalausformungen immer ungehindert gewährleistet ist.It is provided that the first and / or the second channel formation and / or the first and / or the second rigidity formation have a semicircular or rectangular-like or trapezoidal cross-section. It offers assume that the cross sections of the channel formations, which guide the cooling medium, are formed semicircle-like, while the cross-sections of the stiffness formations are designed like a rectangle or trapezoidal. Advantageously, the stiffness formations provided with a rectangular-like or trapezoid-like cross section project beyond the channel formations having a semicircular cross-section. This ensures that the channel formations can not be deformed due to the weight of the cells of the high-voltage battery and thus the circulation of the cooling medium in the channel formations is always ensured unhindered.

Es erscheint besonders vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Steifigkeitsausformung und/oder die erste und/oder die zweite Kanalausformung aus der ersten und/oder der zweiten Kühlkörperschicht spanlos ausgeformt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Kühlkörperschichten durch die verschiedensten formgebenden Verfahren hergestellt werden können, wie z. B. durch Stanzen oder Umformen. Als Material können dabei vorzugsweise metallene Werkstoffe eingesetzt werden, wobei aber auch für den Funktionszweck modifizierte Grundstoffe oder Verbundstoffe einsetzbar sind. Durch die Schichttechnik ist es möglich, komplexe Strukturen für die Führung von Medien, wie beispielsweise das Gas oder das Kühlmedium, zur Erhöhung der Festigkeit des Bauteils mehrdimensional auszubilden. Durch eine solche spanlose Ausgestaltung werden Fertigungskosten, Fertigungsaufwand und Materialeinsatz erheblich reduziert. Nacharbeiten, wie sie beispielsweise bei einem Fräs- oder Lötvorgang nötig sind, entfallen.It appears to be particularly advantageous if the first and / or second stiffness formation and / or the first and / or the second channel formation are formed without cutting from the first and / or the second heat sink layer. This has the advantage that the heat sink layers can be produced by a variety of molding processes, such. B. by punching or forming. Metal materials can preferably be used as the material, but also basic materials or composites modified for the purpose of the function can be used. Due to the layer technique, it is possible to form complex structures for the guidance of media, such as the gas or the cooling medium, for increasing the strength of the component in a multi-dimensional manner. By such a non-cutting design manufacturing costs, manufacturing costs and material usage are significantly reduced. Reworking, as required for example in a milling or soldering eliminated.

Es ist vorgesehen, dass die erste und/oder zweite Steifigkeitsausformung und/oder die erste und/oder die zweite Kanalausformung aus der ersten und/oder der zweiten Kühlkörperschicht durch Einbringen eines Druckes in einen Bereich der miteinander verbundenen ersten und zweiten Kühlkörperschicht, welcher durch ein, den Abmaßen der Steifigkeitsausformungen und/oder der Kanalausformungen entsprechendes Trennmittel unverbunden ist, ausgeformt sind. Dabei können die Kühlkörperschichten einfach in einem sogenannten Rollbondverfahren miteinander verbunden werden. Hierbei werden die Kühlkörperschichten durch Walzen unter großem Druck miteinander verschweißt. Durch den Auftrag des Trennmittels können Bereiche von der Verschweißung ausgenommen werden, die anschließend mit Druck aufgeblasen werden, so dass die gewünschten Gesamtkanalhohlräume bzw. Gesamthohlräume der Versteifungen zwischen den Kühlkörperschichten entstehen. Die Erfindung ist nicht auf ein solches Rollbondverfahren begrenzt. Es sind auch Verbindungsverfahren möglich, bei welchen die Kühlkörperschichten durch klebende oder andere technologisch geeignete Verbindungsverfahren miteinander verbunden werden.It is provided that the first and / or second stiffness formation and / or the first and / or the second channel formation of the first and / or the second heat sink layer by introducing a pressure in a region of the interconnected first and second heat sink layer, which by a , the dimensions of the stiffness formations and / or the channel formations corresponding release agent is unconnected, are formed. The heat sink layers can be easily connected to each other in a so-called Rollbondverfahren. Here, the heat sink layers are welded together by rolling under high pressure. By applying the release agent, areas can be excluded from the weld, which are then inflated with pressure, so that the desired overall channel cavities or total voids of the stiffeners between the heat sink layers arise. The invention is not limited to such a roll bonding method. Connection methods are also possible in which the heat sink layers are connected to one another by adhesive or other technologically suitable connection methods.

Es ist vorstellbar, dass die erste und die zweite Kühlkörperschicht und/oder die dritte und/oder die vierte Kühlkörperschicht von einem Kunststoffelement umgeben sind. Durch die Ummantelung durch ein Kunststoffelement, welches elektrisch nicht leitend ist, kann die Schichtdicke der Kühlkörperschichten verringert werden, da das Kunststoffelement zur Verbesserung der Stabilität des Kühlkörpers beiträgt. Weiterhin wird das Risiko einer Undichtigkeit des Kühlkörpers gesenkt, wobei die Kühlmittelanschlüsse des Kühlkörpers einfach an dem Kunststoffelement ausgebildet sind.It is conceivable that the first and the second heat sink layer and / or the third and / or the fourth heat sink layer are surrounded by a plastic element. By the sheathing by a plastic element, which is not electrically conductive, the layer thickness of the heat sink layers can be reduced, since the plastic element contributes to improving the stability of the heat sink. Furthermore, the risk of leakage of the heat sink is lowered, wherein the coolant connections of the heat sink are simply formed on the plastic element.

Die Erfindung ist nicht nur auf einen Kühlkörper gemäß Anspruch 1 gerichtet. Ebenfalls umfasst die Erfindung einen Energiespeicher gemäß dem Anspruch 11. Der Energiespeicher umfasst mehrere Zellen, welche auf einer Trägerplatte angeordnet sind. Zur Minimierung von Bauraum ist der in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Kühlkörper in die Trägerplatte integriert. Dabei dient ein thermisch leitender Kunststoff als mechanischer Toleranzausgleich und als thermische Kopplung zwischen Kühlkörper und den Zellen des Energiespeichers.The invention is not directed to a heat sink according to claim 1. The invention also includes an energy store according to claim 11. The energy store comprises a plurality of cells, which are arranged on a carrier plate. To minimize space, the heat sink described in this patent application is integrated into the carrier plate. In this case, a thermally conductive plastic serves as a mechanical tolerance compensation and as a thermal coupling between the heat sink and the cells of the energy storage.

Es ist denkbar, dass in die Trägerplatte eine elektrische Baugruppe, insbesondere zur Spannungsregelung des Energiespeichers, integriert ist. Da diese elektrische Hardware insbesondere in das Kunststoffelement des Kühlkörpers eingebettet werden kann, resultiert daraus eine Minimierung von Baugröße des Energiespeichers. Somit werden in der Trägerplatte, die beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann, weitere Funktionen des Energiespeichers integriert. Die Anwendung der Hybridtechnik ermöglicht eine Reduzierung der Schichtdicke des Kühlkörpers, was zur Senkung des Gewichtes des Energiespeichers beiträgt.It is conceivable that an electrical assembly, in particular for voltage regulation of the energy store, is integrated in the carrier plate. Since this electrical hardware can be embedded in particular in the plastic element of the heat sink, resulting in a minimization of size of the energy storage. Thus, in the support plate, which may for example consist of plastic, further functions of the energy storage integrated. The application of the hybrid technology allows a reduction in the layer thickness of the heat sink, which contributes to reducing the weight of the energy storage.

Es ist möglich, dass zwischen den Zellen und der Trägerplatte eine Trennschicht aus einem thermisch leitenden Kunststoff angeordnet ist, wodurch die Wärme der Zellen zuverlässig auf den, in der Trägerplatte angeordneten Kühlkörper übertragen und somit aus der Umgebung des Energiespeichers abgeführt wird.It is possible that a separating layer of a thermally conductive plastic is arranged between the cells and the carrier plate, whereby the heat of the cells is reliably transmitted to the arranged in the carrier plate heat sink and thus discharged from the environment of the energy storage.

Der in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Kühlkörper und/oder der in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Energiespeicher sind in einem Kraftfahrzeug verwendbar, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug darstellt.The heat sink described in this patent application and / or the energy storage described in this patent application can be used in a motor vehicle, wherein the motor vehicle is in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsformen dargestellt. Es zeigen:Further measures and advantages of the invention will become apparent from the claims, the following description and the drawings. In the Drawings, the invention is shown in several embodiments. Show it:

1: ein Ausführungsbeispiel für einen Kühlkörper im Querschnitt, 1 FIG. 2: an embodiment of a heat sink in cross section, FIG.

2: schematische Darstellung des Ausführungsbeispieles gemäß 1 im Schichtaufbau, 2 : schematic representation of the embodiment according to 1 in the layer structure,

3: schematische Darstellung der Herstellung des Kühlkörpers gemäß 1, 3 : schematic representation of the production of the heat sink according to 1 .

4: ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Kühlkörper, 4 a second embodiment of a heat sink,

5: in einen Kunststoffrahmen integrierter Kühlkörper, 5 : in a plastic frame integrated heat sink,

6: an einem Energiespeicher angeordneter Kühlkörper. 6 : Heatsink arranged on an energy store.

1 zeigt einen Kühlkörper 1, welcher aus zwei Kühlkörperschichten 2, 3 zusammengesetzt ist. Jede Kühlkörperschicht 2, 3 besteht dabei aus einer Metallplatte, die in einem formgebenden Verfahren, beispielsweise durch Stanzen, mit einem Kanalnetz 5 bzw. rippenähnlichen Versteifungen 4 versehen ist. Dabei weist jede Kühlkörperschicht 2, 3 eine nach außen gerichtete, d. h. von der anderen Kühlkörperschicht 2, 3 weg weisende, Steifigkeitsausformung 4.1 bzw. 4.2 und mindestens eine ebenfalls von der anderen Kühlkörperschicht 2, 3 weg gerichtete nach außen gebildete, Kanalausformung 5.1 bzw. 5.2 auf. Die Kanalausformungen 5.1 bzw. 5.2 und die Steifigkeitsausformungen 4.1 bzw. 4.2 sind dabei alternierend angeordnet. Die Kühlkörperschichten 2, 3 sind so angeordnet, dass die erste Steifigkeitsausformung 4.1 der ersten Kühlkörperschicht 2 immer direkt der zweiten Steifigkeitsausformung 4.2 der zweiten Kühlkörperschicht 3 gegenüberliegt, während das Kanalnetz 5 so positioniert ist, dass die erste Kanalausformung 5.1 der ersten Kühlkörperschicht 2 direkt der zweiten Kanalausformung 5.2 der zweiten Kühlkörperschicht 3 gegenüberliegt. Durch dieses direkte Gegenüberliegen der entgegengesetzt zueinander ausgeformten Steifigkeitsausformungen 4.1 der ersten Kühlkörperschicht 2 und 4.2 der zweiten Kühlkörperschicht 3 wird ein Gesamthohlraum 4.3 gebildet. Dies gilt auch für das Kanalnetz 5, wo die, in entgegen gesetzter Richtung voneinander geformte erste Kanalausformung 5.1 der ersten Kühlkörperschicht 2 mit der zweiten Kanalausformung 5.2 der zweiten Kühlkörperschicht 3 einen Gesamtkanalhohlraum 5.3 bilden. Der Gesamtkanalhohlraum 5.3 ist dabei von einem Kühlmedium, vorzugsweise einer Kühlflüssigkeit durchflossen, während die Gesamthohlräume 4.3 der Versteifungen 4 mit einem Gas gefüllt sind, welches dazu beiträgt, dass die Stabilität der Versteifungen 4 verbessert wird. Die zwischen den Versteifungen 4 und dem Kanalnetz 5 liegenden Abschnitte der Kühlkörperschichten 2, 3 berühren einender und sind fest miteinander verbunden, so dass kein Kühlmedium aus dem Gesamtkanalhohlraum 5.3 und kein Gas aus dem Gesamthohlraum 4.3 austreten kann. 1 shows a heat sink 1 , which consists of two heat sink layers 2 . 3 is composed. Each heat sink layer 2 . 3 consists of a metal plate, in a molding process, for example by punching, with a sewer system 5 or rib-like stiffeners 4 is provided. In this case, each heat sink layer 2 . 3 an outwardly directed, ie from the other heat sink layer 2 . 3 pointing away, stiffness shaping 4.1 respectively. 4.2 and at least one also from the other heat sink layer 2 . 3 directed outward formed, Kanalausformung 5.1 respectively. 5.2 on. The channel formations 5.1 respectively. 5.2 and the stiffness formations 4.1 respectively. 4.2 are arranged alternately. The heat sink layers 2 . 3 are arranged so that the first stiffness formation 4.1 the first heat sink layer 2 always directly to the second stiffness formation 4.2 the second heat sink layer 3 opposite, while the sewer system 5 is positioned so that the first channel formation 5.1 the first heat sink layer 2 directly to the second channel formation 5.2 the second heat sink layer 3 opposite. By this direct opposite of the oppositely shaped stiffness formations 4.1 the first heat sink layer 2 and 4.2 the second heat sink layer 3 becomes a total cavity 4.3 educated. This also applies to the sewer system 5 where the, in the opposite direction of each other shaped first channel formation 5.1 the first heat sink layer 2 with the second channel formation 5.2 the second heat sink layer 3 a total channel cavity 5.3 form. The total channel cavity 5.3 is thereby traversed by a cooling medium, preferably a cooling liquid, while the overall cavities 4.3 the stiffeners 4 filled with a gas, which contributes to the stability of the stiffeners 4 is improved. The between the stiffeners 4 and the sewer network 5 lying portions of the heat sink layers 2 . 3 touch each other and are firmly connected, so no cooling medium from the overall channel cavity 5.3 and no gas from the entire cavity 4.3 can escape.

Wie aus 1 zu sehen ist, überragen die ersten und die zweite Steifigkeitsausformungen 4.1 und 4.2 in ihrer Ausdehnung nach außen die Kanalausformungen 5.1 und 5.2. Damit wird sichergestellt, dass bei einer, wenn auch unerwünschten Verformung der Versteifungen 4 das Kanalnetz 5 in seiner Form unversehrt bleibt und der Kühlmittelfluss innerhalb des Kühlkörpers 1 gut zirkulieren kann.How out 1 can be seen, surmount the first and the second stiffness formations 4.1 and 4.2 in their extent outward the channel formations 5.1 and 5.2 , This ensures that, albeit unwanted deformation of the stiffeners 4 the sewer network 5 remains intact in its shape and the flow of coolant within the heat sink 1 can circulate well.

In 2 ist ein Beispiel für einen Schichtaufbau des Kühlkörpers 1 gemäß 1 dargestellt. Dabei bestehen die beiden Kühlkörperschichten 2, 3 aus Metall. In die Kühlkörperschicht 2 ist dabei ein Teil des Kanalnetzes 5 in Form der Kanalausformungen 5.1 eingeprägt. Die Kanalausformungen 5.1 laufen dabei von einem Kühlmitteleinlass 6.1, für welchen ebenfalls die Hälfte des benötigten Stutzens dargestellt ist, zu einem Kühlmittelauslass 7.1, der ebenfalls einen offenen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Alternativ dazu ist die zweite Kühlkörperschicht 3 so mit den Kanalausformungen 5.2 versehen, dass die Kanalausformungen 5.2 genau dieselben Abmessungen aufweisen wie die Kanalausformungen 5.1 der ersten Kühlkörperschicht 2. In Form und Ausgestaltung sind die Kanalausformungen 5.1 der ersten Kühlkörperschicht 2 und die Kanalausformungen 5.2 der zweiten Kühlkörperschicht 3 identisch ausgebildet. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Kanalausformungen 5.1 bzw. 5.2 beim Aufeinanderlegen der ersten und der zweiten Kühlkörperschicht 2, 3 einen Gesamtkanalhohlraum 5.3 bilden, wie es in 2 gezeigt ist. Auch die zweite Kühlkörperschicht 3 weist hälftig den Stutzen für den Kühlmitteleinlass 6.2 bzw. den Kühlmittelauslass 7.2 auf. Durch das Zusammenfügen der ersten und der zweiten Kühlkühlkörperschicht 2, 3 entsteht eine Kühlkörperplatte 8, bei welcher die Kanalausformungen 5.1 bzw. 5.2 durch die entgegengesetzte Richtung den Gesamtkanalhohlraum 5.3 bilden, wodurch des Kanalnetz 5 des Kühlkörpers 1 entsteht. Der Übersichtlichkeit halber wurde auf die Darstellung der Versteifungen 4 im Zusammenhang mit 2 verzichtet. Die Herstellung dieser Versteifungen 4 erfolgt äquivalent zu der des Kanalnetzes 5. Neben metallenen Werkstoffen als Material für die Kühlkörperschichten 2, 3 sind auch modifizierte Kunststoffe und Verbundstoffe denkbar. Durch die angewandte Schichttechnik können auch mehr als nur zwei Kühlkörperplatten 8 übereinander gestapelt werden. Die Schichttechnik ermöglicht, komplexe Strukturen für die Führung von Medien, wie beispielsweise Gas oder Fluid, zur Erhöhung der Festigkeit des Bauteils mehrdimensional auszubilden.In 2 is an example of a layer structure of the heat sink 1 according to 1 shown. In this case, there are the two heat sink layers 2 . 3 made of metal. Into the heat sink layer 2 is part of the sewer network 5 in the form of channel formations 5.1 imprinted. The channel formations 5.1 run thereby from a coolant inlet 6.1 , for which also half of the required neck is shown, to a coolant outlet 7.1 which also has an open semicircular cross-section. Alternatively, the second heat sink layer 3 so with the channel formations 5.2 provided that the channel formations 5.2 exactly the same dimensions as the Kanalausformungen 5.1 the first heat sink layer 2 , In shape and design are the Kanalausformungen 5.1 the first heat sink layer 2 and the channel formations 5.2 the second heat sink layer 3 identically formed. The only difference is that the channel formations 5.1 respectively. 5.2 when stacking the first and the second heat sink layer 2 . 3 a total channel cavity 5.3 form as it is in 2 is shown. Also the second heat sink layer 3 has half the nozzle for the coolant inlet 6.2 or the coolant outlet 7.2 on. By joining the first and the second cooling heat sink layer 2 . 3 creates a heat sink plate 8th in which the channel formations 5.1 respectively. 5.2 through the opposite direction the overall channel cavity 5.3 form, reducing the sewer network 5 of the heat sink 1 arises. For the sake of clarity was on the representation of the stiffeners 4 in connection with 2 waived. The production of these stiffeners 4 is equivalent to that of the sewer network 5 , In addition to metal materials as material for the heat sink layers 2 . 3 Modified plastics and composites are also conceivable. Due to the applied layer technique, more than just two heat sink plates can be used 8th be stacked on top of each other. The layer technique makes it possible to form complex structures for the guidance of media, such as gas or fluid, for increasing the strength of the component in a multi-dimensional manner.

Der in 1 und 2 dargestellte Kühlkörper 1 lässt sich besonders einfach in einem Roll-Bond-Verfahren herstellen. Dabei handelt es sich um einen kostengünstigen Füge- und Formprozess für metallene Schichten. Bei einem solchen Roll-Bond-Prozess, wie er in 3 verdeutlicht ist, wird jede der ersten und der zweiten Kühlkörperschichten 2, 3 in dem Gebiet des Kanalnetzes 5 und der nicht weiter dargestellten Versteifungen 4 mit einem Trennmittel 9 beschichtet (3a). Anschließend werden die gemäß 2 übereinandergelegte erste und zweite Kühlkörperschicht 2, 3 gewalzt, wobei die erste und zweite Kühlkörperschicht 2, 3 mittels eines Walzensystems 10, welches zwei Walzen 10.1 und 10.2 aufweist, zwischen denen die erste und die zweite Kühlkörperschicht 2, 3 geführt werden, unter großem Druck miteinander verschweißt (3b). In dem Bereich, wo das Trennmittel 9 aufgebracht wurde, also im Bereich der nicht dargestellten Versteifungsausformungen 4.1, 4.2 bzw. der Kanalausformungen 5.1, 5.2 findet keine Verschweißung statt. Nach dem Verschweißen der ersten und der zweiten Kühlkörperschicht 2, 3 wird gemäß 3c in den, mit dem Trennmittel 9 beschichteten Bereichen, beispielsweise durch den Kühlmitteleinlass 6 bzw. dem Kühlmittelauslass 7, ein Druck 30 aufgebaut, so dass sich die Kanalausformungen 5.1, 5.2 bzw. die Steifigkeitsausformungen 4.1 4.2 der Versteifung 4 zwischen der ersten und der zweiten Kühlkörperschicht 2, 3 bilden. So entsteht in einem kostengünstigen Prozess (3d) die gefügte Kühlkörperplatte 8, wie sie auch beispielhaft in 2 dargestellt ist. The in 1 and 2 shown heatsink 1 is particularly easy to produce in a roll-bond process. This is a cost-effective joining and forming process for metal layers. In such a roll-bond process, as in 3 is clarified, each of the first and the second heat sink layers 2 . 3 in the area of the sewer network 5 and the stiffeners not shown 4 with a release agent 9 coated ( 3a ). Subsequently, the according to 2 superimposed first and second heat sink layer 2 . 3 rolled, wherein the first and second heat sink layer 2 . 3 by means of a roller system 10 which two rollers 10.1 and 10.2 between which the first and the second heat sink layer 2 . 3 be welded together under great pressure ( 3b ). In the area where the release agent 9 was applied, ie in the region of the stiffening formations, not shown 4.1 . 4.2 or the channel formations 5.1 . 5.2 there is no welding. After welding the first and the second heat sink layer 2 . 3 is according to 3c in the, with the release agent 9 coated areas, for example through the coolant inlet 6 or the coolant outlet 7 , a print 30 built so that the channel formations 5.1 . 5.2 or the stiffness formations 4.1 4.2 the stiffening 4 between the first and second heat sink layers 2 . 3 form. This results in a cost-effective process ( 3d ) the joined heat sink plate 8th as they are also exemplary in 2 is shown.

4 zeigt eine Draufsicht auf die gefügte Kühlkörperplatte 8, wobei die Versteifungen 4 bzw. ein Teil des Kanalnetzes 5 dargestellt sind. Die Versteifungen 4 sind dabei in einem ersten Bereich des Kanalnetzes 5 annähernd parallel zu diesem ausgebildet und erstrecken sich vollständig über die Längsausdehnung der Kühlkörperplatte 8. In einem vorderen Bereich der Kühlkörperplatte 8 ist das Kanalnetz 5 gekrümmt. Um die Zirkulation des Kühlmediums in dem Kanalnetz 5 nicht zu unterbrechen, enden im Kreuzungspunkt des Kanalnetzes 5 mit, den Versteifungen 4 die Versteifungen 4 vor dem Kanalnetz 5 und werden hinter dem Kanalnetz 5 wieder neu ausgeprägt. Die Versteifungen 4 sind vorteilhaft in der Längsausdehnung der Platte 8 ausgebildet, da insbesondere in dieser Erstreckung die Stabilität des Kühlkörpers 1 gewahrt bleiben muss. 4 shows a plan view of the joined heat sink plate 8th , where the stiffeners 4 or part of the sewer system 5 are shown. The stiffeners 4 are doing in a first area of the sewer network 5 formed approximately parallel to this and extend completely over the longitudinal extent of the heat sink plate 8th , In a front area of the heat sink plate 8th is the sewer network 5 curved. To the circulation of the cooling medium in the sewer system 5 not to interrupt, end at the crossing point of the sewer network 5 with, the stiffeners 4 the stiffeners 4 in front of the sewer system 5 and be behind the sewer system 5 again pronounced. The stiffeners 4 are advantageous in the longitudinal extent of the plate 8th formed, since in particular in this extension, the stability of the heat sink 1 must be maintained.

Diese in 4 dargestellte Kühlkörperplatte 8 ist gemäß 5a von einem Kunststoffelement 11 rechteckähnlich umgeben. Dabei stellt die so fertig gestellte Kühlkörperplatte 8 eine modulartige Einrichtung dar. Der Kühlmittelzufluss 6 bzw. der Kühlmittelabfluss 7 sind dabei in das Kunststoffelement 11 eingelassen. Darüber hinaus bietet das Kunststoffelement 11 die Möglichkeit elektronische Bauteile 14, beispielsweise zur Spannungsregelung des Energiespeichers, insbesondere einer Hochvoltbatterie, eines Kraftfahrzeuges aufzunehmen. Durch die Aufnahme dieser elektronischen Bauteile 14 in das Kunststoffelement 11 können Bauraumvorteile geschaffen werden und eine Minimierung der Bauteilumfänge des Energiespeichers erzielt werden.This in 4 shown heat sink plate 8th is according to 5a from a plastic element 11 surrounded by a rectangle. This is the so-finished heat sink plate 8th a modular device. The coolant flow 6 or the coolant drain 7 are in the plastic element 11 admitted. In addition, the plastic element provides 11 the possibility of electronic components 14 To record, for example, for voltage regulation of the energy storage device, in particular a high-voltage battery, a motor vehicle. By the inclusion of these electronic components 14 in the plastic element 11 space advantages can be created and a minimization of the component scopes of the energy storage can be achieved.

Wie aus 5b ersichtlich, kann durch die Kühlkörperplatte 8 eine Hochvoltleitung 15 gezogen werden, wobei gleichzeitig Hochvoltsteckanschlüsse 16 an der, von dem Kunststoffelement 11 umgebenen Kühlkörperplatte 8 angebracht werden können. Um die Hochvoltleitung 15 und die Steckanschlüsse 16 gegenüber den, aus Metall bestehenden elektrisch leitenden Kühlkörperschichten 2, 3 zu isolieren, ist die Kühlkörperplatte 8 innerhalb des Kunststoffelementes 11 mit einem thermisch leitenden Kunststoff 12 ausgefüllt. Dieser thermisch leitende Kunststoff 12 dient neben einem mechanischen Toleranzausgleich auch gleichzeitig als thermische Kopplung zwischen den einzelnen Zellen 18 des Energiespeichers 17 und dem unterhalb des Energiespeichers 17 angeordneten Kühlkörper 1 (6).How out 5b can be seen through the heat sink plate 8th a high-voltage line 15 be pulled, while high-voltage connectors 16 at the, of the plastic element 11 surrounded heat sink plate 8th can be attached. To the high-voltage line 15 and the plug connections 16 opposite to the metal electroconductive heat sink layers 2 . 3 To insulate is the heatsink plate 8th within the plastic element 11 with a thermally conductive plastic 12 filled. This thermally conductive plastic 12 serves in addition to a mechanical tolerance compensation and at the same time as a thermal coupling between the individual cells 18 of the energy store 17 and below the energy store 17 arranged heat sink 1 ( 6 ).

Der so dargestellte Kühlkörper 1 kann vorteilhaft auf einem Tragboden 19 des Energiespeichers 17 angeordnet sein, wie es in 6 dargestellt ist. In einer einfachen Gestaltung wird der Kühlkörper 1 an dem Tragboden 19 über die Befestigungselemente 13 (5a) mechanisch verbunden. Hieraus ergeben sich neben der Integration des Kühlkörpers 1 weitere Potentiale zur Funktionsintegration, wie z. B. Hoch- und Niedervoltverkabelung oder von Hardwarebauteilen.The heat sink shown in this way 1 can be beneficial on a supporting floor 19 of the energy store 17 be arranged as it is in 6 is shown. In a simple design, the heat sink 1 on the support floor 19 over the fasteners 13 ( 5a ) mechanically connected. This results in addition to the integration of the heat sink 1 further potentials for functional integration, such. B. high and low voltage cabling or hardware components.

Der beschriebene erfindungsgemäße Kühlkörper 1 kann in allen Fahrzeugen, welche für ihren Antrieb eine Hochvoltbatterie benötigen, beispielsweise Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, eingesetzt werden.The described heat sink according to the invention 1 Can be used in all vehicles that require a high-voltage battery for their drive, such as hybrid or electric vehicles.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Kühlkörperheatsink

22

erste Kühlkörperschichtfirst heat sink layer

33

zweite Kühlkörperschichtsecond heat sink layer

44

Versteifungstiffening

4.14.1

erste Steifigkeitsausformung der ersten Kühlkörperschichtfirst stiffness formation of the first heat sink layer

4.24.2

zweite Steifigkeitsausformung der zweiten Kühlkörperschichtsecond rigidity formation of the second heat sink layer

4.34.3

Gesamthohlraumtotal void

55

Kanalnetzsewer system

5.15.1

erste Kanalausformung der ersten Kühlkörperschichtfirst channel formation of the first heat sink layer

5.25.2

zweite Kanalausformung der zweiten Kühlkörperschichtsecond channel formation of the second heat sink layer

5.35.3

GesamtkanalhohlraumTotal channel cavity

66

KühlmitteleinlassCoolant inlet

6.1 6.1

Kühlmitteleinlass der ersten KühlkörperschichtCoolant inlet of the first heat sink layer

6.26.2

Kühlmitteleinlass der zweiten KühlkörperschichtCoolant inlet of the second heat sink layer

77

Kühlmittelauslasscoolant outlet

7.17.1

Kühlmittelauslass der ersten KühlmittelschichtCoolant outlet of the first coolant layer

7.27.2

Kühlmittelauslass der zweiten KühlmittelschichtCoolant outlet of the second coolant layer

88th

KühlkörperplatteHeat sink plate

99

Trennmittelrelease agent

1010

Walzensystemroller system

10.110.1

erste Walzefirst roller

10.210.2

zweite Walzesecond roller

1111

KunststoffelementPlastic element

1212

thermisch leitende Ausgleichsmasse aus Kunststoffthermally conductive leveling compound made of plastic

1313

Befestigungspunkteattachment points

1414

elektronisches Bauteilelectronic component

1515

HochvoltleitungHigh-voltage line

1616

Steckanschluss für HochvoltleitungPlug connection for high-voltage cable

1717

Energiespeicherenergy storage

1818

Zelle des EnergiespeichersCell of energy storage

1919

Tragbodensupport base

3030

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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102008059955 A1 [0004] DE 102008059955 A1 [0004]
• DE 102008059954 A1 [0005] DE 102008059954 A1 [0005]

Claims (14)

Kühlkörper für einen Energiespeicher, insbesondere eine Hochvoltbatterie, welcher in seinem Inneren ein, von einem Kühlmedium durchflossenes Kanalnetz (5) aufweist, das an je einem Kühlmitteleinlass (6) und einen Kühlmittelauslass (7) endet, die außen an dem Kühlkörper (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (1) aus mindestens zwei gegenüberliegenden Kühlkörperschichten (2, 3) gebildet ist, wobei mindestens die erste Kühlkörperschicht (2) eine, nach außen gerichtete, einen kühlmedienfreien Hohlraum bildende, erste Steifigkeitsausformung (4.1) aufweist und die zwei Kühlkörperschichten (2, 3) außerhalb der ersten Steifigkeitsausformung (4.1) miteinander dicht verbunden sind.Heatsink for an energy storage device, in particular a high-voltage battery, which in its interior, a channel network through which a cooling medium flows ( 5 ), which at each a coolant inlet ( 6 ) and a coolant outlet ( 7 ), the outside of the heat sink ( 1 ) are arranged, characterized in that the heat sink ( 1 ) from at least two opposing heat sink layers ( 2 . 3 ), wherein at least the first heat sink layer ( 2 ), an outwardly directed, a cooling medium-free cavity forming, first stiffness formation ( 4.1 ) and the two heat sink layers ( 2 . 3 ) outside the first stiffness formation ( 4.1 ) are tightly interconnected. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kühlkörperschicht (3) eine zweite, ebenfalls nach außen gerichtete Steifigkeitsausformung (4.2) aufweist, welche insbesondere der ersten Steifigkeitsausformung (4.1) der ersten Kühlkörperschicht (2) annähernd direkt gegenüberliegt, wodurch ein gemeinsamer kühlmedienfreier Gesamthohlraum (4.3) gebildet ist.Heat sink according to claim 1, characterized in that the second heat sink layer ( 3 ) a second, also outwardly directed stiffness formation ( 4.2 ), which in particular the first stiffness formation ( 4.1 ) of the first heat sink layer ( 2 ) is approximately directly opposite, whereby a common cooling media-free overall cavity ( 4.3 ) is formed. Kühlkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Steifigkeitsausformung (4.1; 4.2) rippenähnlich ausgebildet sind und sich vorzugsweise über die gesamte Ausdehnung der ersten und/oder zweiten Kühlkörperschicht (2, 3) erstrecken.Heat sink according to claim 1 or 2, characterized in that the first and / or the second stiffness formation ( 4.1 ; 4.2 ) are formed rib-like and preferably over the entire extent of the first and / or second heat sink layer ( 2 . 3 ). Kühlkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum der ersten Steifigkeitsausformung (4.1) bzw. der Gesamthohlraum (4.3) der ersten und der zweiten Steifigkeitsausformung (4.1; 4.2) von einem Gas ausgefüllt sind.Heat sink according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the cavity of the first Stiffungsausformung ( 4.1 ) or the total cavity ( 4.3 ) of the first and the second stiffness formation ( 4.1 ; 4.2 ) are filled by a gas. Kühlkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Kühlkörperschicht (2, 3) eine, nach außen gerichtete und einen Kanalhohlraum bildende Kanalausformung (5.1) aufweist, wobei das Kühlmedium den Kanalhohlraum durchfließt und die zwei Kühlkörperschichten (2, 3) außerhalb der ersten Kanalausformung (5.1) miteinander dicht verbunden sind, wobei insbesondere eine zweite Kanalausformung (52) der zweiten Kühlkörperschicht (3) der ersten Kanalausformung (5.1) der ersten Kühlkörperschicht (2) entgegengesetzt ausgeformt ist, wobei die erste Kanalausformung (5.1) der ersten Kühlkörperschicht (2) annähernd direkt der zweiten Kanalausformung (5.2) der zweiten Kühlkörperschicht (3) gegenüberliegt; wodurch ein gemeinsamer, Kühlmedium führender Gesamtkanalhohlraum (5.3) gebildet ist.Heat sink according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second heat sink layer ( 2 . 3 ) an outwardly directed channel cavity forming a channel cavity ( 5.1 ), wherein the cooling medium flows through the channel cavity and the two heat sink layers ( 2 . 3 ) outside the first channel formation ( 5.1 ) are tightly connected to each other, wherein in particular a second channel formation ( 52 ) of the second heat sink layer ( 3 ) of the first channel formation ( 5.1 ) of the first heat sink layer ( 2 ) is formed oppositely, wherein the first channel formation ( 5.1 ) of the first heat sink layer ( 2 ) approximately directly the second channel formation ( 5.2 ) of the second heat sink layer ( 3 ) is opposite; whereby a common, cooling medium leading total channel cavity ( 5.3 ) is formed. Kühlkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Kanalausformung (5.1; 5.2), insbesondere gekrümmt, kanalähnlich ausgebildet sind und sich vorzugsweise über eine vorgegebene Ausdehnung der ersten und/oder zweiten Kühlkörperschicht (2, 3) erstrecken, wobei die rippenähnlichen Steifigkeitsausformungen (4.1; 4.2) im Bereich der kanalähnlichen Kanalausformungen (5.1; 5.2) unterbrochen sind.Heat sink according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second channel formation ( 5.1 ; 5.2 ), in particular curved, have a channel-like design and are preferably over a predetermined extent of the first and / or second heat sink layer ( 2 . 3 ), wherein the rib-like rigidity ( 4.1 ; 4.2 ) in the region of the channel-like channel formations ( 5.1 ; 5.2 ) are interrupted. Kühlkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeitsausformungen (4.1; 4.2) und/oder die Kanalausformungen (5.1; 5.2) aus einer dritten und/oder vierten Kühlkörperschicht ausgebildet sind, welche auf der ersten und zweiten Kühlkörperschicht (2, 3) aufliegen.Heat sink according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stiffness formations ( 4.1 ; 4.2 ) and / or the channel formations ( 5.1 ; 5.2 ) are formed of a third and / or fourth heat sink layer, which on the first and second heat sink layer ( 2 . 3 ) rest. Kühlkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Kanalausformung (5.1; 5.2) und/oder die erste und/oder zweite Steifigkeitsausformung (4.1; 4.2) einen halbkreisähnlichen oder rechteckähnlichen oder trapezähnlichen Querschnitt aufweisen.Heat sink according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second channel formation ( 5.1 ; 5.2 ) and / or the first and / or second stiffness formation ( 4.1 ; 4.2 ) have a semicircular or rectangular-like or trapezoidal cross-section. Kühlkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Steifigkeitsausformung (4.1; 4.2) und/oder die erste und/oder die zweite Kanalausformung (5.1 5.2) aus der ersten und/oder der zweiten Kühlkörperschicht (2, 3) durch Einbringen eines Druckes in einen Bereich der miteinander verbundenen ersten und zweiten Kühlkörperschicht (2, 3), welcher durch ein, den Abmaßen der Steifigkeitsausformungen (4.1; 4.2) und/oder der Kanalausformungen (5.1; 5.2) entsprechendes Trennmittel (9) unverbunden ist, ausgeformt sind.Heat sink according to at least one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the first and / or second stiffness formation ( 4.1 ; 4.2 ) and / or the first and / or the second channel formation ( 5.1 5.2 ) from the first and / or the second heat sink layer ( 2 . 3 ) by introducing a pressure into a region of the interconnected first and second heat sink layers ( 2 . 3 ), which by one, the dimensions of the stiffness ( 4.1 ; 4.2 ) and / or the channel formations ( 5.1 ; 5.2 ) corresponding release agent ( 9 ) is unconnected, are formed. Kühlkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Kühlkörperschicht (2, 3) und/oder die dritte und die vierte Kühlkörperschicht von einem Kunststoffelement (11) umgeben sind.Heat sink according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and the second heat sink layer ( 2 . 3 ) and / or the third and the fourth heat sink layer of a plastic element ( 11 ) are surrounded. Energiespeicher, umfassend mehrere Zellen (18), welche auf einer Trägerplatte (19) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in die Trägerplatte (19) ein Kühlkörper (1) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 integriert ist.Energy storage comprising a plurality of cells ( 18 ), which on a carrier plate ( 19 ) are arranged, characterized in that in the carrier plate ( 19 ) a heat sink ( 1 ) is integrated according to at least one of claims 1 to 11. Energiespeicher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in die Trägerplatte (19) eine elektrische Baugruppe (14), insbesondere zur Spannungsregelung des Energiespeichers (17), integriert ist.Energy store according to claim 11, characterized in that in the carrier plate ( 19 ) an electrical assembly ( 14 ), in particular for voltage regulation of the energy store ( 17 ) is integrated. Energiespeicher nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zellen (18) und der Trägerplatte (19) eine Trennschicht aus einem thermisch leitenden Kunststoff (12) angeordnet ist. Energy store according to claim 11 or 12, characterized in that between the cells ( 18 ) and the carrier plate ( 19 ) a separating layer of a thermally conductive plastic ( 12 ) is arranged. Verwendung eines Kühlkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder eines Energiespeichers gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ist.Use of a heat sink according to one of claims 1 to 10 or of an energy store according to one of claims 11 to 13 in a motor vehicle, wherein the motor vehicle is in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle.

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