DE102015115643A1

DE102015115643A1 - Cooling module for one battery and battery with cooling module

Info

Publication number: DE102015115643A1
Application number: DE102015115643.1A
Authority: DE
Inventors: Roland Haussmann
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-03-16
Also published as: WO2017045928A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul (16) zur aktiven Kühlung einer Batterie, mit einem Flachrohr (18), das wenigstens einen Kanal (24) zur Aufnahme eines Kühlmediums aufweist, und einem metallischen Kontaktelement (20) zum Ausbilden eines wärmeleitenden Kontakts zwischen einer Seitenfläche (28, 30) des Flachrohrs (18) und einer Kontaktfläche (48) der Batterie (10). Das metallische Kontaktelement (20) weist wenigstens ein Federelement (32) auf, das dazu ausgebildet ist, zwischen dem Flachrohr (18) und der Kontaktfläche (48) der Batterie (10) federnd elastisch verspannt zu werden.The invention relates to a cooling module (16) for active cooling of a battery, comprising a flat tube (18) having at least one channel (24) for receiving a cooling medium, and a metallic contact element (20) for forming a heat-conducting contact between a side surface (20). 28, 30) of the flat tube (18) and a contact surface (48) of the battery (10). The metallic contact element (20) has at least one spring element (32), which is designed to be resiliently clamped between the flat tube (18) and the contact surface (48) of the battery (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul zur aktiven Kühlung einer Batterie, mit einem Flachrohr, das wenigstens einen Kanal zur Aufnahme eines Kühlmediums aufweist, und einem metallischen Kontaktelement zum Ausbilden eines wärmeleitenden Kontakts zwischen einer Seitenfläche des Flachrohrs und einer Kontaktfläche der Batterie. Zudem betrifft die Erfindung eine Batterie mit einem solchen Kühlmodul.The invention relates to a cooling module for actively cooling a battery, comprising a flat tube having at least one channel for receiving a cooling medium, and a metallic contact element for forming a thermally conductive contact between a side surface of the flat tube and a contact surface of the battery. In addition, the invention relates to a battery with such a cooling module.

In modernen PKW und Nutzfahrzeugen mit Elektro-, Hybrid- oder Brennstoffzellenantrieb kommen Hochspannungsbatterien zum Einsatz, die während des Lade- und Entladevorgangs gekühlt werden, um ein Überhitzen und damit einhergehende Beschädigungen der Batterien zu vermeiden. So sollten Lithium-Ionen- oder Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren, je nach chemischer Zusammensetzung, unterhalb eines Temperaturbereichs von 40°–60°C betrieben werden. Derartige Batterien sind üblicherweise aus einer Mehrzahl miteinander verschalteter Batteriezellen zusammengesetzt. Die Kühlung der Batteriezellen sollte möglichst homogen erfolgen. Es wird angestrebt, die relative Temperaturdifferenz zwischen zwei zu kühlenden Zellen kleiner gleich 5 K zu halten, um eine thermische Alterung einzelner Batteriezellen zu vermeiden.In modern cars and commercial vehicles with electric, hybrid or fuel cell drive high voltage batteries are used, which are cooled during the charging and discharging process to prevent overheating and consequent damage to the batteries. Thus, lithium-ion or nickel-metal hydride accumulators, depending on the chemical composition, below a temperature range of 40 ° -60 ° C should be operated. Such batteries are usually composed of a plurality of interconnected battery cells. The cooling of the battery cells should be as homogeneous as possible. It is desirable to keep the relative temperature difference between two cells to be cooled less than 5 K in order to avoid thermal aging of individual battery cells.

Kühlmodule der eingangs genannten Art können zur aktiven Kühlung solcher Hochspannungsbatterien eingesetzt werden. Bei der Gestaltung der Kühlmodule besteht eine besondere Herausforderung darin, in zuverlässiger Weise einen homogenen wärmeleitenden Kontakt zwischen dem Kühlmodul und der zu kühlenden Batterie herzustellen.Cooling modules of the type mentioned can be used for the active cooling of such high voltage batteries. In the design of the cooling modules is a particular challenge in a reliable way to produce a homogeneous heat-conducting contact between the cooling module and the battery to be cooled.

Zunächst hängt die konstruktive Ausgestaltung einer Kühlanordnung von der geometrischen Form der verwendeten Batteriezellen und der jeweiligen Rohrleitung ab, durch die das Kühlmedium geleitet wird. Beispielsweise können die Batteriezellen eine kreiszylindrische oder prismatische Grundform aufweisen. Gleichermaßen können die Rohrleitungen einen im Wesentlichen kreisrunden oder rechteckigen Querschnitt haben.First, the structural design of a cooling arrangement depends on the geometric shape of the battery cells used and the respective pipeline, through which the cooling medium is passed. For example, the battery cells may have a circular cylindrical or prismatic basic shape. Likewise, the conduits may have a substantially circular or rectangular cross-section.

Soweit Rohrleitungen mit kreisrundem Querschnitt eingesetzt werden, ist es bekannt, zwischen der Rohrleitung und einer zu kühlenden Batterie Kontaktelemente vorzusehen, um eine möglichst große Kontaktfläche zum Abführen der Wärme aus der Batterie bereitzustellen.As far as pipelines are used with a circular cross-section, it is known to provide contact elements between the pipe and a battery to be cooled in order to provide the largest possible contact area for dissipating the heat from the battery.

Die US 2009/214 940 A1 offenbart eine Anordnung zur Kühlung kreiszylindrischer Batteriezellen, wobei die Rohrleitungen, die das Kühlmedium führen, ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt haben. Jeder der kreiszylindrischen Zellen sind zwei Kühlfinnen zugeordnet, die an der äußeren Mantelfläche der jeweiligen Batteriezelle anliegen. An den Kühlfinnen liegen wiederum die Rohrleitungen an, die ihrerseits umfangsseitig teilweise von den Kühlfinnen eingefasst werden. Die Batteriezellen, die Kühlfinnen und die Rohrleitungen werden mithilfe einer separaten Rahmenstruktur miteinander verspannt. Bei dieser Anordnung ist nachteilig, dass die im Querschnitt kreisförmigen Rohrleitungen lediglich eine geringe Kontaktfläche zur Wärmeübertragung bereitstellen. Zudem beanspruchen die kreiszylindrischen Batteriezellen und die erforderliche Rahmenstruktur einen großen Bauraum.The US 2009/214940 A1 discloses an arrangement for cooling circular cylindrical battery cells, wherein the pipes that guide the cooling medium, also have a circular cross-section. Each of the circular cylindrical cells are associated with two cooling fins, which bear against the outer circumferential surface of the respective battery cell. The cooling fins in turn are the pipes, which in turn are partially surrounded by the cooling fins on the circumference. The battery cells, the cooling fins and the pipelines are clamped together using a separate frame structure. In this arrangement, it is disadvantageous that the circular cross-section pipelines provide only a small contact surface for heat transfer. In addition, the circular cylindrical battery cells and the required frame structure require a large amount of space.

Die EP 2 337 141 A1 und die EP 2 337 142 A1 betreffen Konzepte, um einen Wärmetransfer zwischen planen Bodenflächen prismatischer Batteriezellen und Rohrleitungen bzw. Kühlspiralen mit kreisrundem Leitungsquerschnitt herzustellen. Hierzu sind Kontaktelemente vorgesehen, die die kreisförmigen Rohrleitungen umfangsseitig teilweise einfassen und zudem eine Kontaktfläche zur Batterie bereitstellen. Wie bereits mit Bezug zur US 2009/0214940 A1 beschrieben, ermöglichen die kreisrunden Rohrleitungen lediglich eine geringe Anlagefläche für den Wärmetransfer. Zudem ist eine zusätzliche Struktur zur Aufnahme der Kühlspiralen erforderlich.The EP 2 337 141 A1 and the EP 2 337 142 A1 relate concepts to produce a heat transfer between flat bottom surfaces of prismatic battery cells and pipes or cooling coils with a circular cross-section. For this purpose, contact elements are provided which peripherally partially enclose the circular pipes and also provide a contact surface to the battery. As already related to US 2009/0214940 A1 described, allow the circular pipes only a small contact surface for the heat transfer. In addition, an additional structure for receiving the cooling coils is required.

Rohrleitungen mit im Wesentlichen rechteckigem Leitungsquerschnitt haben gegenüber Leitungen mit kreisrundem Querschnitt den Vorteil, dass sie plane bzw. ebene Seitenflächen aufweisen, die unmittelbar mit einer zu kühlenden Planfläche einer prismatischen Batterie in Kontakt gebracht werden können. Auf diese Weise kann grundsätzlich ohne zusätzliche Zwischenelemente eine ausreichend große Anlagefläche für den Wärmetransfer zwischen einer zu kühlenden Batterie und der Rohrleitung bereitgestellt werden.Pipelines with a substantially rectangular cross-section have the advantage over conduits with a circular cross-section that they have flat or flat side surfaces which can be brought into direct contact with a plane surface of a prismatic battery to be cooled. In this way, in principle without additional intermediate elements, a sufficiently large contact surface for the heat transfer between a battery to be cooled and the pipeline can be provided.

Um dabei etwaige Plan- bzw. Ebenheitstoleranzen zwischen den einander zugeordneten Flächen von Batterie und Rohrleitung auszugleichen, ist es bekannt, flache Rohrleitungen mit einer zu kühlenden Batterie zu verspannen und die Rohrleitung beispielsweise gegen die Unterseite einer prismatischen Batteriezelle zu pressen.In order to compensate for any plan or flatness tolerances between the mutually associated areas of battery and pipe, it is known to clamp flat pipes with a battery to be cooled and to press the pipe, for example, against the underside of a prismatic battery cell.

Das Dokument US 2011/132 580 A1 beschreibt eine solche Anordnung, wobei ein Rahmen mit Federelementen vorgesehen ist, um eine Batterie gegen einen plattenförmigen Kühlkörper zu verspannen. Die US 2012/261 107 A1 , US 2013/071 707A1 und WO 2012/013 315 A1 zeigen jeweils Kühlanordnungen zur Kühlung von Batterien, wobei flache Rohrleitungen unmittelbar gegen eine Bodenfläche einer zu kühlenden Batterie gepresst werden.The document US 2011/132 580 A1 describes such an arrangement, wherein a frame is provided with spring elements to clamp a battery against a plate-shaped heat sink. The US 2012/261 107 A1 . US 2013/071 707A1 and WO 2012/013 315 A1 each show cooling arrangements for cooling of batteries, wherein flat pipes are pressed directly against a bottom surface of a battery to be cooled.

Dabei ist einerseits nachteilig, dass die Kompressionskräfte, die zum Ausgleich der zwischen Batterie und Rohrleitung bestehenden Fertigungstoleranzen erforderlich sind, die seitens der Batterie ertragbaren Kompressionskräfte übersteigen können. Die Batterie kann in der Folge mechanisch beschädigt und insbesondere verbogen werden. Andererseits, sofern die Kompressionskräfte durch eine entsprechenden Auswahl der Spannmittel begrenzt werden, können Fertigungstoleranzen dazu führen, dass die Verspannkräfte im fertig montierten Zustand zu gering sind, um in zuverlässiger Weise eine flächige Anlage der jeweiligen Rohrleitung an der Batteriebodenfläche zu erreichen. Zudem erfordern die Verspannmittel, insbesondere Federn oder dergleichen, zusätzlichen Bauraum, und sie erhöhen insgesamt die Kosten der Vorrichtung.It is on the one hand disadvantageous that the compression forces that exist to balance between the battery and pipe Manufacturing tolerances are required, which can exceed the battery sustainable compression forces. The battery can be mechanically damaged in the sequence and in particular bent. On the other hand, if the compression forces are limited by an appropriate selection of the clamping means, manufacturing tolerances can cause the clamping forces in the assembled state are too low to reliably achieve a surface contact of the respective pipeline on the battery bottom surface. In addition, the bracing, in particular springs or the like, require additional space, and they increase the overall cost of the device.

Die als nächstkommender Stand der Technik angesehene US 2010/147 488 A1 sieht vor, eine Kühlspirale aus flachen Rohrleitungen derart zu formen, dass diese eine Kammer begrenzen, in der prismatische Batteriezellen aufgenommen werden können. Um eine möglichst homogene Kühlung zu erreichen, sind zwischen den Rohrleitungen und den Batteriezellen ebene Kontaktbleche vorgesehen. Um die Kühlvorrichtung mit den zu kühlenden Batteriezellen in Anlage zu bringen, ist ein zusätzlicher Verspannrahmen erforderlich. Aufgrund der erforderlichen horizontalen Verschraubung des Verspannrahmens ist eine Montage der Anordnung innerhalb eines Batteriegehäuses nicht möglich.Considered as the closest prior art US 2010/147488 A1 provides to form a cooling spiral of flat pipes in such a way that they delimit a chamber in which prismatic battery cells can be accommodated. In order to achieve the most homogeneous possible cooling, planar contact plates are provided between the pipes and the battery cells. To bring the cooling device into contact with the battery cells to be cooled, an additional bracing frame is required. Due to the required horizontal screwing the Verspannrahmens mounting the assembly within a battery case is not possible.

Ausgehend von dem voranstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein Kühlmodul zur aktiven Kühlung einer Batterie und eine Batterie anzugeben, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen und insbesondere in zuverlässiger und kostengünstiger Weise eine homogene Kühlung der Batterie ermöglichen.Based on the above-described prior art, the invention is based on the technical problem to provide a cooling module for active cooling of a battery and a battery, which do not have the disadvantages described above or at least to a lesser extent and in particular in a reliable and cost-effective manner a homogeneous cooling allow the battery.

Die voranstehend aufgezeigte technische Problemstellung wird gelöst durch ein Kühlmodul zur aktiven Kühlung einer Batterie, mit einem Flachrohr, das wenigstens einen Kanal zur Aufnahme eines Kühlmediums aufweist, und einem metallischen Kontaktelement zum Ausbilden eines wärmeleitenden Kontakts zwischen einer Seitenfläche des Flachrohrs und einer Kontaktfläche der Batterie. Das metallische Kontaktelement weist wenigstens ein Federelement auf, das dazu ausgebildet ist, zwischen dem Flachrohr und der Kontaktfläche der Batterie federnd elastisch verspannt zu werden.The above-indicated technical problem is solved by a cooling module for active cooling of a battery, comprising a flat tube having at least one channel for receiving a cooling medium, and a metallic contact element for forming a thermally conductive contact between a side surface of the flat tube and a contact surface of the battery. The metallic contact element has at least one spring element which is designed to be resiliently clamped elastically between the flat tube and the contact surface of the battery.

Das Kontaktelement dient folglich einerseits dazu, eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Flachrohr und der zu kühlenden Batterie herzustellen, und es ist im fertig montierten Zustand zwischen der Seitenfläche des Flachrohrs und der Kontaktfläche der Batterie angeordnet. Andererseits gewährleistet das Kontaktelement im fertig montierten Zustand durch die federnd elastische Verspannung eine zuverlässige Anlage des Kontaktelements sowohl an der Batterie als auch an dem Flachrohr.The contact element thus serves on the one hand to produce a heat-conducting connection between the flat tube and the battery to be cooled, and it is arranged in the assembled state between the side surface of the flat tube and the contact surface of the battery. On the other hand ensures the contact element in the assembled state by the resilient elastic clamping a reliable contact of the contact element both on the battery and on the flat tube.

Im Vergleich zu vorbekannten Lösungen, bei denen ein flaches Rohr unmittelbar gegen eine Kontaktfläche einer zu kühlenden Batterie gepresst wird, können die erforderlichen Kompressions- bzw. Montagekräfte maßgeblich reduziert werden. Entgegen dem Stand der Technik ist es insbesondere nicht erforderlich, das Flachrohr oder die Batterie mithilfe hoher Verspann- bzw. Kompressionskräfte zu deformieren und auf diese Weise eine flächige Anlage für den Wärmetransfer herzustellen.In comparison to previously known solutions in which a flat tube is pressed directly against a contact surface of a battery to be cooled, the required compression or assembly forces can be significantly reduced. Contrary to the state of the art, it is in particular not necessary to deform the flat tube or the battery by means of high tensioning or compressive forces, and in this way to produce a planar system for heat transfer.

Vielmehr können die erforderlichen Kompressions- bzw. Montagekräfte durch die Steifigkeit des zwischen der Batterie und dem Flachrohr zu verspannenden Federelements eingestellt werden.Rather, the required compression or assembly forces can be adjusted by the rigidity of the spring element to be clamped between the battery and the flat tube.

Mithilfe des wenigstens einen Federelements werden im fertig montierten Zustand die Fertigungstoleranzen zwischen der Seitenfläche des Flachrohrs und der Kontaktfläche der Batterie ausgeglichen, wobei eine definierte Anlage und eine homogene Kühlung erreicht werden können, ohne die Batterie mechanisch zu beschädigen, insbesondere zu deformieren. Es kann daher in zuverlässiger Weise und bei geringen Kompressionskräften eine wärmeleitende Verbindung zu einer Kontaktfläche, insbesondere einer Bodenfläche, einer Batterie hergestellt werden, selbst wenn diese Kontaktfläche gewölbt oder uneben ist.By means of the at least one spring element, the manufacturing tolerances between the side surface of the flat tube and the contact surface of the battery are compensated in the fully assembled state, with a defined system and a homogeneous cooling can be achieved without mechanically damaging the battery, in particular to deform. It can therefore be made in a reliable manner and at low compression forces a heat conductive connection to a contact surface, in particular a bottom surface of a battery, even if this contact surface is curved or uneven.

Die Kontaktelemente sind vorteilhaft für Anwendungen, in denen besonders steife Flachrohre vorgesehen sind, die Berstdrücken größer 260 bar standhalten, was mit einer hohen Biegesteifigkeit des Flachrohrs einhergeht.The contact elements are advantageous for applications in which particularly rigid flat tubes are provided which withstand bursting pressures greater than 260 bar, which is associated with a high flexural rigidity of the flat tube.

Das Flachrohr des Kühlmoduls kann beispielsweise ein Extrusionsprofil sein und mehrere innenliegende Kanäle aufweisen, die zum Durchleiten eines Kühlmediums geeignet sind. Die Kanäle können einen im Wesentlichen kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen und/oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Die Kanäle können bevorzugt entlang einer Längsrichtung des Flachrohrs erstreckt sein und/oder durch Zwischenwände voneinander abgetrennt sein. The flat tube of the cooling module, for example, be an extrusion profile and have a plurality of internal channels, which are suitable for passing a cooling medium. The channels may have a substantially circular or rectangular cross-section and / or be arranged substantially parallel to each other. The channels may preferably be extended along a longitudinal direction of the flat tube and / or be separated from one another by intermediate walls.

Die Seitenfläche des Flachrohrs kann im Wesentlichen plan und/oder rechteckig gestaltet sein. Die Dicke des Flachrohrs, die von zwei einander abgewandten Seitenflächen des Flachrohrs begrenzt wird, kann weniger als einem Drittel, bevorzugt weniger als einem Viertel, weiter bevorzugt weniger als einem Fünftel der Breite des Flachrohrs entsprechen, wobei die Breite des Flachrohrs quer zu einer Längsrichtung Flachrohrs gemessen wird. Das Flachrohr kann einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben. Die Dicke des Flachrohrs kann beispielsweise 2,5 mm betragen.The side surface of the flat tube may be designed substantially flat and / or rectangular. The thickness of the flat tube, which is bounded by two opposite side surfaces of the flat tube, may correspond to less than one third, preferably less than one quarter, more preferably less than one fifth of the width of the flat tube, the width of the flat tube being transverse to a longitudinal direction of the flat tube is measured. The Flat tube may have a substantially rectangular cross-section. The thickness of the flat tube may be for example 2.5 mm.

Wenn hier von einer Kontaktfläche der Batterie gesprochen wird, so handelt es sich um eine an der zu kühlenden Batterie ausgebildete Fläche, die zur Anlage an der Seitenfläche des Kühlmoduls geeignet ist. Eine solche Kontaktfläche kann beispielsweise eine im Wesentlichen plane oder ebene Boden- oder Seitenfläche einer Batteriezelle der Batterie sein. Alternativ kann eine Kontaktfläche, die dem Kühlmodul zugeordnet ist, aus den Bodenflächen einer Mehrzahl dicht gepackter bzw. aneinandergereihter Batteriezellen einer Batterie zusammengesetzt sein.If it is spoken here of a contact surface of the battery, so it is a trained on the battery to be cooled surface, which is suitable for contact with the side surface of the cooling module. Such a contact surface may be, for example, a substantially planar or planar bottom or side surface of a battery cell of the battery. Alternatively, a contact surface associated with the cooling module may be composed of the bottom surfaces of a plurality of closely packed battery cells of a battery.

Die Batterie kann eine Mehrzahl prismatischer Batteriezellen aufweisen, die in Blöcken zu Batteriemodulen zusammengefasst sein können. Eine Batterie kann daher aus einer Mehrzahl von Batteriemodulen zusammengesetzt sein, die jeweils eine Mehrzahl dicht gepackter Batteriezellen umfassen.The battery may comprise a plurality of prismatic battery cells, which may be combined in blocks to form battery modules. A battery may therefore be composed of a plurality of battery modules, each comprising a plurality of densely packed battery cells.

In einem vormontierten, nicht verspannten Zustand kann sich das Federelement zumindest teilweise in von dem Flachrohr weg weisender Richtung erstrecken. Im fertig montierten, verspannten Zustand kann sich das Federelement teilweise in von dem Flachrohr weg weisender Richtung erstrecken, oder zumindest teilweise zwischen der Kühlkontaktfläche und der Seitenfläche auf Block liegen, so dass die Kühlkontaktfläche und die Seitenfläche in einem Querschnitt betrachtet zumindest teilweise im Wesentlichen spaltfrei an voneinander abgewandten Flächen des Federelements anliegend.In a preassembled, non-stressed state, the spring element can extend at least partially in the direction away from the flat tube direction. In the fully assembled, strained state, the spring element may partially extend in a direction away from the flat tube, or at least partially lie between the cooling contact surface and the side surface on block, so that the cooling contact surface and the side surface viewed in a cross section at least partially substantially gap-free facing away from each other surfaces of the spring element fitting.

Gemäß einer Weiterbildung des Kühlmoduls ist das Federelement eine Lasche, die einen frei auskragenden Endabschnitt hat. Die Lasche kann insbesondere an einem Steg angeordnet sein, der an der Seitenfläche des Flachrohrs anliegt. Eine solche Lasche stellt eine besonders kostengünstige und einfache Ausgestaltung eines Federelements dar. Der freie Endabschnitt der Lasche kann sich ausgehend von dem Steg entlang oder quer zu einer Längsrichtung des Flachrohrs erstrecken.According to one embodiment of the cooling module, the spring element is a tab which has a freely projecting end portion. The tab may in particular be arranged on a web which bears against the side surface of the flat tube. Such a tab represents a particularly inexpensive and simple embodiment of a spring element. The free end portion of the tab may extend from the web along or transversely to a longitudinal direction of the flat tube.

Die Lasche kann in einem Querschnitt zumindest abschnittsweise bogenförmig ausgebildet sein. Wenn hier von einem Querschnitt gesprochen wird, so ist dies ein Schnitt quer zu einer Längserstreckung des Flachrohrs.The tab may be at least partially arcuate in a cross section. When this is referred to as a cross section, this is a section transverse to a longitudinal extension of the flat tube.

Die bogenförmige Lasche kann im fertig montierten Zustand an einer im Wesentlichen planen bzw. ebenen Kontaktfläche der Batterie anliegen.The arcuate tab can rest in the fully assembled state of a substantially flat or planar contact surface of the battery.

Bevorzugt ist die Lasche ausgehend von dem Flachrohr nach außen gewölbt und beschreibt im Querschnitt einen im Wesentlichen konvexen Bogenabschnitt. Im fertig montierten Zustand kann die Kontaktfläche im Querschnitt betrachtet daher tangential an der gebogenen Lasche anliegen. Preferably, the tab is curved outward starting from the flat tube and describes in cross section a substantially convex arc section. When fully assembled, the contact surface, viewed in cross-section, can therefore rest tangentially against the bent tab.

Zwischen der Lasche und der Kontaktfläche kann im fertig montierten Zustand ein im Wesentlichen linienförmiger Kontakt gebildet sein.Between the tab and the contact surface, a substantially linear contact may be formed in the assembled state.

Vorzugsweise kann im fertig montierten Zustand ein flächiger Kontakt zwischen der Lasche und der Kontaktfläche gebildet sein. Die Lasche kann zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt sein, wobei die Lasche derart geformt sein kann, dass sie im fertig montierten Zustand zumindest abschnittsweise flächig an der Kontaktfläche anliegt.Preferably, a flat contact between the tab and the contact surface may be formed in the assembled state. The tab may be curved convexly at least in sections, wherein the tab may be shaped such that it rests at least partially flat on the contact surface in the assembled state.

Um ein möglichst leichtes Einfedern der Lasche während der Montage zu erreichen, schließt der freie Endabschnitt nach einer weiteren Ausgestaltung des Kühlmoduls mit einer parallel und mit einem Abstand zur Seitenfläche angeordneten Ebene einen Winkel größer gleich 20° und kleiner gleich 45° ein.In order to achieve the easiest possible compression of the tab during assembly, includes the free end portion according to a further embodiment of the cooling module with a parallel and arranged at a distance from the side surface level greater than or equal to 20 ° equal to 45 °.

Alternativ oder ergänzend schließt ein der Seitenfläche zugeordneter Abschnitt der Lasche mit der Seitenfläche einen Winkel größer gleich 30° und kleiner gleich 55° ein.Alternatively or additionally, a portion of the tab associated with the side surface includes an angle greater than or equal to 30 ° and less than or equal to 55 ° with the side surface.

Die voranstehend genannten Winkel beschreiben das Kontaktelement in einem nicht komprimierten Zustand, d.h. bevor das Kontaktelement zwischen dem Flachrohre und der Kontaktfläche verspannt wird. Je nach Neigung und Länge der Lasche können auch große Luftspalte zwischen der Kontaktfläche und der Seitenfläche ausgeglichen werden.The above-mentioned angles describe the contact element in an uncompressed state, i. before the contact element between the flat tube and the contact surface is braced. Depending on the inclination and length of the tab and large air gaps between the contact surface and the side surface can be compensated.

Eine besonders homogene Kühlung der Batterie kann dadurch erreicht werden, dass das Kontaktelement entsprechend einer Weiterbildung des Kühlmoduls eine Mehrzahl von Federelementen aufweist, wobei die Federelemente insbesondere paarweise angeordnet sind. Somit können eine Mehrzahl von Federelementen über der Seitenfläche verteilt angeordnet sein, um im fertig montierten Zustand eine gleichmäßige Verspannung des Kontaktelements zwischen der Seitenfläche und der Kontaktfläche zu erreichen und eine Vielzahl von Kontaktbereichen zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktfläche der Batterie auszubilden, über die eine Wärmeabfuhr aus der Batterie stattfinden kann. A particularly homogeneous cooling of the battery can be achieved in that the contact element according to a development of the cooling module comprises a plurality of spring elements, wherein the spring elements are arranged in pairs in particular. Thus, a plurality of spring elements may be arranged distributed over the side surface to achieve a uniform tension of the contact element between the side surface and the contact surface in the assembled state and form a plurality of contact areas between the contact element and the contact surface of the battery, via the heat dissipation can take place from the battery.

Beispielsweise können Federelemente in einer Längsrichtung und/oder einer Querrichtung entlang des Flachrohrs verteilt angeordnet sind, insbesondere in regelmäßigen Abständen.For example, spring elements can be distributed in a longitudinal direction and / or a transverse direction along the flat tube, in particular at regular intervals.

Nach einer Weiterbildung des Kühlmoduls sind das Kontaktelement und das Federelement einstückig aus einem Blechmaterial hergestellt. Insbesondere handelt es sich um ein Blattfederelement. Beispielsweise können die Federelemente, bespielsweise die voranstehend beschriebenen Laschen oder dergleichen, unmittelbar aus einem Blech herausgearbeitet werden. Dazu kann ein Stanzwerkzeug oder auch ein Folgeverbundwerkzeug eingesetzt werden.According to a development of the cooling module, the contact element and the spring element are produced in one piece from a sheet metal material. In particular, it is a leaf spring element. For example, the spring elements, for example the tabs or the like described above, can be worked directly out of a metal sheet. For this purpose, a punching tool or a progressive compound tool can be used.

Das Kontaktelement kann ein Blech sein, an dem durch Ausstanzen Laschen gebildet sind, die durch einen oder mehrere Biegevorgänge zu Federelementen gebogen werden. Das Kontaktelement kann auf diese Weise kostengünstig und in großer Stückzahl hergestellt werden, wobei das Blechmaterial insbesondere im Coil bereitgestellt wird.The contact element may be a sheet on which tabs are formed by punching, which are bent by one or more bending operations to spring elements. The contact element can be produced inexpensively and in large quantities in this way, the sheet material being provided in particular in the coil.

Das Blechmaterial kann eine Wandstärke kleiner gleich 0,5 mm, bevorzugt kleiner gleich 0,2 mm, aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann die Wandstärke wenigstens 0,05 mm, bevorzugt wenigstens 0,1 mm, betragen. Es ist ersichtlich, dass ein derart dünnes Blechmaterial leicht verformbar ist. Während der Montage des Kühlmoduls sind daher lediglich geringe Kompressions- bzw. Verspannkräfte erforderlich, um das aus dem Blechmaterial gebildete Kontaktelement zwischen der Kontaktfläche der Batterie und der Seitenfläche des Flachrohrs zu verspannen. The sheet material may have a wall thickness less than or equal to 0.5 mm, preferably less than or equal to 0.2 mm. Alternatively or additionally, the wall thickness may be at least 0.05 mm, preferably at least 0.1 mm. It can be seen that such a thin sheet material is easily deformable. During assembly of the cooling module, therefore, only slight compression or clamping forces are required to clamp the contact element formed of the sheet material between the contact surface of the battery and the side surface of the flat tube.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des Kühlmoduls ist vorgesehen, dass das Kontaktelement und/oder das Flachrohr aus einem Aluminiumwerkstoff, insbesondere einer Aluminiumlegierung, hergestellt sind. Aluminium zeichnet sich durch sein geringes Gewicht und seine hohe Wärmeleitfähigkeit aus und ist für den vorliegenden Anwendungsfall daher besonders geeignet.According to a further embodiment of the cooling module, it is provided that the contact element and / or the flat tube are made of an aluminum material, in particular an aluminum alloy. Aluminum is characterized by its low weight and high thermal conductivity and is therefore particularly suitable for the present application.

Eine zuverlässige Wärmeabfuhr aus der Batterie kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs des Kontaktelements und/oder des Flachrohrs größer gleich 130 W/(m·K), bevorzugt größer gleich 180 W/(m·K), ist. Reliable heat removal from the battery can be achieved, in particular, by virtue of the fact that the thermal conductivity of the material of the contact element and / or the flat tube is greater than or equal to 130 W / (m · K), preferably greater than or equal to 180 W / (m · K).

Alternativ oder ergänzend kann die Differenz des elektrochemischen Potenzials des Werkstoffs des Kontaktelements relativ zu dem Werkstoff des Flachrohrs kleiner gleich 100 mA, bevorzugt kleiner gleich 50 mA, sein. Diese Materialauswahl verringert das Risiko einer elektrochemischen Korrosion, sodass die Haltbarkeit des Kühlmoduls gesteigert werden kann, insbesondere im Vergleich zu einer Materialpaarung von Stahl und Aluminium. Alternatively or additionally, the difference of the electrochemical potential of the material of the contact element relative to the material of the flat tube may be less than or equal to 100 mA, preferably less than or equal to 50 mA. This choice of material reduces the risk of electrochemical corrosion, so that the durability of the cooling module can be increased, in particular compared to a combination of steel and aluminum.

Nach einer Weiterbildung des Kühlmoduls sitzt das Flachrohr in einem Tragelement, das auf einer dem Kontaktelement abgewandten Seite des Flachrohrs angeordnet ist, wobei das Tragelement insbesondere zumindest teilweise aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, und wobei die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs insbesondere kleiner gleich 1 W/(m·K), bevorzugt kleiner gleich 0,25 W/(m·K), ist.According to a development of the cooling module, the flat tube is seated in a support element which is arranged on a side facing away from the contact element of the flat tube, wherein the support element is in particular at least partially made of a material with low thermal conductivity, and wherein the thermal conductivity of the material in particular less than or equal to 1 W. / (m · K), preferably less than or equal to 0.25 W / (m · K).

Ein solches Tragelement kann dazu dienen, im fertig montierten Zustand des Kühlmoduls eine thermische Isolation zwischen dem Flachrohr und dem Batteriegehäuse herzustellen. Das Tragelement kann beispielsweise mit einer dem Flachrohr abgewandten Fläche an einem Batteriegehäuse anliegen. Das Flachrohr kann folglich über das Tragelement an dem Batteriegehäuse abgestützt sein.Such a support element can serve to produce a thermal insulation between the flat tube and the battery housing in the finished assembled state of the cooling module. The support member may abut, for example, with a flat tube facing away from the surface of a battery case. The flat tube can consequently be supported on the battery housing via the support element.

Das Tragelement kann aus einem Kunststoff hergestellt sein. Das Tragelement kann als Zwischen- bzw. Distanzelement zwischen dem Flachrohr und einem Batteriegehäuse dienen, um eine elektrochemische Korrosion zwischen dem Flachrohr und dem Batteriegehäuse zu vermeiden, wobei bevorzugt kein direkter Kontakt zwischen dem Flachrohr und dem Batteriegehäuse besteht.The support element may be made of a plastic. The support member may serve as an intermediate or spacer element between the flat tube and a battery case in order to avoid electrochemical corrosion between the flat tube and the battery case, preferably there is no direct contact between the flat tube and the battery case.

Das Flachrohr kann an dem Tragelement vormontiert sein, sodass die Endmontage des Kühlmoduls erleichtert werden kann. Insbesondere kann das Tragelement zwei mit einem Abstand zueinander angeordnete Stege aufweisen, die einen Aufnahmebereich begrenzen, der im Wesentlichen der Breite des Flachrohrs entspricht, sodass das Flachrohr zwischen diesen Stegen aufgenommen werden kann.The flat tube may be preassembled on the support element, so that the final assembly of the cooling module can be facilitated. In particular, the support element can have two webs arranged at a distance from each other, which delimit a receiving region which substantially corresponds to the width of the flat tube, so that the flat tube can be received between these webs.

Eine thermische Isolation zwischen einem Batteriegehäuse und dem Flachrohr kann weiter dadurch verbessert werden, dass das Tragelement auf einer dem Flachrohre zugewandten Seite Rippen aufweist, die an einer Seitenfläche des Flachrohrs anliegen. Die dem Tragelement zugewandte Seitenfläche des Flachrohrs liegt daher lediglich auf schmalen Rippenflächen auf, sodass zwischen dem Tragelement und dem Flachrohr Luftspalte bzw. Zwischenräume gebildet sind. Die geringe Wärmeleitfähigkeit im Bereich der Luftspalte begünstigt die thermische Isolation. A thermal insulation between a battery housing and the flat tube can be further improved by the fact that the support member has on a side facing the flat tubes ribs which rest on a side surface of the flat tube. The support member facing side surface of the flat tube is therefore only on narrow rib surfaces, so that between the support member and the flat tube air gaps or spaces are formed. The low thermal conductivity in the area of the air gaps promotes thermal insulation.

Alternativ oder ergänzend kann das Tragelement auf einer dem Flachrohr abgewandten Seite Rippen aufweisen, die dazu ausgebildet sind, im fertig montierten Zustand an einem Batteriegehäuse anzuliegen. Mithilfe der Rippen kann die Kontaktfläche des Tragelements zu einer Anlagefläche des Batteriegehäuses reduziert werden, sodass zwischen dem Batteriegehäuse und dem Tragelement Luftspalte gebildet sind, die für eine gute thermische Isolation des Flachrohrs gegenüber dem Batteriegehäuse sorgen.Alternatively or additionally, the support element on a side facing away from the flat tube ribs which are adapted to abut in the fully assembled state of a battery case. By means of the ribs, the contact surface of the support element can be reduced to a contact surface of the battery housing, so that air gaps are formed between the battery housing and the support element, which ensure good thermal insulation of the flat tube relative to the battery housing.

Niedrige Umgebungstemperaturen können erfordern, dass eine Batterie auf- bzw. vorgewärmt werden muss, um in einem optimalen Temperaturbereich betrieben zu werden. Dazu kann das Kühlmodul an einer dem Kontaktelement abgewandten Seitenfläche des Flachrohrs Heizelemente, insbesondere Heizdrähte, aufweisen, wobei die Heizelemente in zwischen den Rippen ausgebildeten Zwischenräumen angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine kompakte Integration der Heizelemente in das Kühlmodul erreicht.Low ambient temperatures may require that a battery be preheated or preheated to an optimum temperature Temperature range to be operated. For this purpose, the cooling module on a side facing away from the contact element of the flat tube heating elements, in particular heating wires, having, wherein the heating elements are arranged in spaces formed between the ribs. In this way, a compact integration of the heating elements is achieved in the cooling module.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Kühlmoduls ist ein weiteres metallisches Kontaktelement vorgesehen, wobei die metallischen Kontaktelemente an voneinander abgewandten Seitenflächen des Flachrohrs angeordnet sind. Das Flachrohr kann daher zweiseitig von zwei metallischen Kontaktelementen eingefasst sein. Ein solches Kühlmodul eignet sich besonders für eine Anordnung zwischen zwei Batteriemodulen einer Batterie, wobei beide Batteriemodule durch das Kühlmodul gekühlt werden. Beispielsweise kann das Kühlmodul zwischen einander zugewandten Bodenflächen zweier Batteriemodule verspannt werden. According to a further embodiment of the cooling module, a further metallic contact element is provided, wherein the metallic contact elements are arranged on opposite side surfaces of the flat tube. The flat tube can therefore be bordered on two sides by two metallic contact elements. Such a cooling module is particularly suitable for an arrangement between two battery modules of a battery, wherein both battery modules are cooled by the cooling module. For example, the cooling module can be clamped between mutually facing bottom surfaces of two battery modules.

Die eingangs beschriebene technische Problemstellung wird zudem gelöst durch eine Batterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Kühlmodul zur aktiven Kühlung der Batterie, wobei das Kühlmodul in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist.The technical problem described above is also solved by a battery, in particular for a motor vehicle, with at least one cooling module for active cooling of the battery, wherein the cooling module is formed in accordance with the invention.

Die Batterie kann wenigstens ein Batteriemodul umfassen, dass eine Kontaktfläche aufweist. Das Kontaktelement dient dazu, einen zwischen der Kontaktfläche und einer der Kontaktfläche zugewandten Seitenfläche des Flachrohrs gebildeten Zwischenraum bzw. Luftspalt zu überbrücken und auf diese Weise einen wärmeleitenden Kontakt herzustellen.The battery may include at least one battery module having a contact surface. The contact element is used to bridge a space formed between the contact surface and one of the contact surface side surface of the flat tube gap or air gap and to produce in this way a heat-conducting contact.

Die Kontaktfläche und die zugeordneten Seitenfläche des Flachrohrs können im Wesentlichen parallel und mit einem Abstand zueinander angeordnet sein. Das Kontaktelement kann abhängig von diesem Abstand gestaltet bzw. ausgelegt sein, sodass in zuverlässiger Weise eine definierte Anlage des Kontaktelements sowohl an der Kontaktfläche als auch an der Seitenfläche des Flachrohrs gewährleistet ist.The contact surface and the associated side surface of the flat tube may be arranged substantially parallel and at a distance from each other. The contact element can be designed or designed depending on this distance, so that reliably a defined contact of the contact element is ensured both on the contact surface and on the side surface of the flat tube.

Beispielsweise kann das Kontaktelement eine ausgehend von einem an der Seitenfläche anliegenden Steg in Richtung der Kontaktfläche ausgetragene Lasche aufweisen, die dazu dient, den Spalt zu überbrücken und zwischen der Seitenfläche und der Kontaktfläche federnd elastisch verspannt zu werden.For example, the contact element may have a tab, which is carried out in the direction of the contact surface starting from a web resting against the side surface, which serves to bridge the gap and to resiliently clamp it elastically between the side surface and the contact surface.

Die Lasche kann ausgehend von dem Steg einen in Richtung der Kontaktfläche frei auskragenden Endabschnitt haben, wobei die Lasche in einem Querschnitt eine ausgehend von dem Steg gemessene frei auskragende Länge L0 haben kann. Starting from the web, the tab can have an end section projecting freely in the direction of the contact surface, wherein the tab can have, in a cross-section, a freely projecting length L0 measured from the web.

L1 stellt eine Länge des wärmeübertragenden Teils der Lasche dar, die ausgehend von dem Steg bis hin zu einem Anlagebereich der Lasche an der Kontaktfläche bestimmt wird. Für das Verhältnis der Länge L1 der Lasche und der zwischen der Seitenfläche und der Kontaktfläche gemessenen lichten Weite G kann nach einer Ausgestaltung der Batterie das Verhältnis 1,15 ≤ L1/G ≤ 3, bevorzugt 1,3 ≤ L1/G ≤ 2, gelten.L1 represents a length of the heat-transmitting portion of the tab, which is determined from the web to a contact area of the tab on the contact surface. For the ratio of the length L1 of the tab and the clear width G measured between the side surface and the contact surface, according to one embodiment of the battery, the ratio 1.15 ≦ L1 / G ≦ 3, preferably 1.3 ≦ L1 / G ≦ 2, apply ,

In einem nicht verspannten, vormontierten Zustand kann der freie Endabschnitt der Lasche mit der Kontaktfläche einen Winkel größer gleich 20° und kleiner gleich 45° einschließen. Alternativ oder ergänzend schließt ein der Seitenfläche zugeordneter Abschnitt der Lasche mit der Seitenfläche einen Winkel größer gleich 30° und kleiner gleich 55° ein.In a non-strained, preassembled state, the free end portion of the tab with the contact surface at an angle greater than or equal to 20 ° and less than or equal to 45 °. Alternatively or additionally, a portion of the tab associated with the side surface includes an angle greater than or equal to 30 ° and less than or equal to 55 ° with the side surface.

Wie bereits beschrieben, kann das Kontaktelement aus einem Blechmaterial gefertigt sein. Das Blechmaterial kann grundsätzlich eine Wandstärke kleiner gleich 0,5 mm, bevorzugt kleiner gleich 0,2 mm, aufweisen und/oder wenigstens 0,05 mm, bevorzugt wenigstens 0,1 mm, betragen.As already described, the contact element can be made of a sheet metal material. The sheet material may in principle have a wall thickness less than or equal to 0.5 mm, preferably less than or equal to 0.2 mm, and / or at least 0.05 mm, preferably at least 0.1 mm.

Alternativ oder ergänzend zu diesen Vorgaben kann die Wandstärke des Blechmaterials, insbesondere die Wandstärke der Federelemente, der Vorschrift T = L1·HLC / ((Nb^1,1)·20) folgen. Dabei steht „T“ für die Wandstärke des Blechmaterials in mm, „HLC“ für die den Wärmeverlust der Batterie bzw. einer dem Kühlmodul zugeordneten Zelle der Batterie in Watt und „Nb“ für die Anzahl der Federelemente, insbesondere Laschen. L1 ist die Länge des wärmeübertragenden Teils einer Lasche in mm.Alternatively or in addition to these specifications, the wall thickness of the sheet material, in particular the wall thickness of the spring elements, the rule T = L1 · HLC / ((Nb ^ 1.1) · 20) follow. In this case, "T" stands for the wall thickness of the sheet material in mm, "HLC" for the heat loss of the battery or the cooling module associated cell of the battery in watts and "Nb" for the number of spring elements, in particular tabs. L1 is the length of the heat transferring part of a tab in mm.

Die je Batteriezelle abzuführende Wärme kann in einem Bereich von 2 bis 20 W liegen. Beispielsweise beträgt die erforderliche Wärmeabfuhr je Batteriezelle in Elektrofahrzeugen ca. 2 W, während in Hybridfahrzeugen zur Unterstützung von Verzögerungs- oder Beschleunigungsvorgängen höhere Anforderungen an das Lastprofil gestellt werden, so dass eine Wärmeabfuhr von bis zu 20 W je Zelle erforderlich sein kann. The heat to be dissipated per battery cell can be in a range of 2 to 20 W. For example, the required heat dissipation per battery cell in electric vehicles is about 2 W, while in hybrid vehicles to support deceleration or acceleration processes higher demands are placed on the load profile, so that a heat dissipation of up to 20 W per cell may be required.

Soweit das Kühlmodul ein Tragelement aufweist, in dem das Flachrohr aufgenommen ist, eignet sich das Kühlmodul insbesondere dazu, zwischen einer Kontaktfläche einer Batterie und einem Batteriegehäuse angeordnet zu werden. Das Tragelement kann an einer Innenfläche des Batteriegehäuses anliegen und eine thermische Isolation des Flachrohrs gegenüber dem Batteriegehäuse gewährleisten.As far as the cooling module has a support element in which the flat tube is received, the cooling module is particularly suitable to be arranged between a contact surface of a battery and a battery case. The support element can rest against an inner surface of the battery housing and ensure thermal insulation of the flat tube relative to the battery housing.

Durch die kompakte Integration des Kontaktelements, das gleichzeitig als Spannelement dient, zwischen der Seitenfläche des Flachrohrs und der Kontaktfläche der Batterie kann eine besonders flache Bauform des Kühlmoduls erreicht werden. Insbesondere gegenüber vorbekannten Anordnungen, die ein unmittelbares Verpressen der Seitenfläche des Flachrohrs mit der Kontaktfläche der Batterie vorsehen, ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Bauhöhe, da auf zwischen dem Kühlmodul und dem Batteriegehäuse angeordnete Stahlfedern verzichtet werden kann, die in diesem Fall zur Deformation des Flachrohrs vorgesehen sind, um Fertigungstoleranzen auszugleichen.Due to the compact integration of the contact element, which also serves as a clamping element, between the side surface of the flat tube and the contact surface of the battery, a particularly flat design of the cooling module can be achieved. In particular, compared to prior art arrangements that provide a direct compression of the side surface of the flat tube with the contact surface of the battery, there are advantages in terms of height, as can be dispensed between the cooling module and the battery housing steel springs, which provided in this case for deformation of the flat tube are to compensate for manufacturing tolerances.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung weist die Batterie wenigstens zwei Batteriemodule auf, die mithilfe eines Kühlmoduls gekühlt werden. Das Kühlmodul hat in diesem Fall zwei Kontaktelemente, die an einander abgewandten Seitenflächen des Flachrohrs angeordnet sind. Das Kühlmodul ist zwischen einander zugewandten Kontaktflächen der Batteriemodule verspannt. Mit anderen Worten liegen die Federelemente eines ersten Kontaktelements an einer Kontaktfläche eines ersten Batteriemoduls und die Federelemente eines zweiten Kontaktelements an einer Kontaktfläche eines zweiten Batteriemoduls an.According to an alternative embodiment, the battery has at least two battery modules, which are cooled by means of a cooling module. The cooling module in this case has two contact elements, which are arranged on opposite side surfaces of the flat tube. The cooling module is clamped between mutually facing contact surfaces of the battery modules. In other words, the spring elements of a first contact element abut against a contact surface of a first battery module and the spring elements of a second contact element abut against a contact surface of a second battery module.

Der Abstand zwischen den Kontaktflächen der Batteriemodule kann durch Distanzelemente vorgegeben sein, an denen die Kontaktflächen anliegen. Der für die Anordnung des Kühlmoduls vorgesehene Bauraum ist daher durch die Distanzelemente bestimmt.The distance between the contact surfaces of the battery modules may be predetermined by spacer elements, which abut the contact surfaces. The space provided for the arrangement of the cooling module space is therefore determined by the spacer elements.

Die Batterie kann eine Mehrzahl von Kühlmodulen aufweisen, die sich insbesondere parallel und mit einem Abstand zueinander entlang einer oder mehrerer Kontaktflächen der Batterie erstrecken. Zwischen benachbart angeordneten Kühlmodulen einer Batterie können zusätzlich separate Heizelemente angeordnet sein, die ebenfalls an einer Kontaktfläche der Batterie anliegen.The battery may include a plurality of cooling modules that extend in particular parallel and spaced apart along one or more contact surfaces of the battery. Between adjacently arranged cooling modules of a battery, separate heating elements may additionally be arranged, which also bear against a contact surface of the battery.

Gegenüber vorbekannten Lösungen, in denen Stahlfedern vorgesehen sind, kann die Bauhöhe des Kühlmoduls um ca. 50% reduziert werden. Durch die Verwendung von dünnen Aluminiumblechen, mit einer Wandstärke von höchstens 0,2 mm, anstelle von Stahlfedern, die bei vorbekannten Lösungen z.B. mit einer Wandstärke von 0,5 mm verbaut worden sind, kann das Gewicht des Kühlmoduls um mehr als 80 % reduziert werden.Compared to previously known solutions in which steel springs are provided, the overall height of the cooling module can be reduced by approximately 50%. By using thin aluminum sheets, with a wall thickness of at most 0.2 mm, instead of steel springs, which in prior art solutions e.g. With a wall thickness of 0.5 mm, the weight of the cooling module can be reduced by more than 80%.

Es versteht sich, dass das Kühlmodul im fertig montierten Zustand an einen Kühlkreislauf angeschlossen ist, wobei ein Kühlmedium durch das Flachrohr gefördert wird, das einen aus der Batterie abgeführten Wärmestrom aufnimmt.It is understood that the cooling module is connected in the fully assembled state to a cooling circuit, wherein a cooling medium is conveyed through the flat tube, which receives a discharged from the battery heat flow.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:The invention will be described in detail with reference to an exemplary embodiments illustrative drawing. Each show schematically:

1 eine erfindungsgemäße Batterie in einem Querschnitt; 1 a battery according to the invention in a cross section;

2a ein Federelement in einem unkomprimierten Zustand; 2a a spring element in an uncompressed state;

2b ein Federelement in einem minimal komprimierten Zustand; 2 B a spring element in a minimally compressed state;

2c ein Federelement in einem maximal komprimierten Zustand; 2c a spring element in a maximum compressed state;

3a das Kontaktelement aus 1 in einer Draufsicht; 3a the contact element 1 in a plan view;

3b eine weitere Ausgestaltung eines Kontaktelements in einer Draufsicht; 3b a further embodiment of a contact element in a plan view;

4 eine erfindungsgemäße Batterie im Querschnitt; 4 a battery according to the invention in cross section;

5a ein Federelement in einem unkomprimierten Zustand; 5a a spring element in an uncompressed state;

5b ein Federelement in einem komprimierten Zustand; 5b a spring element in a compressed state;

6 eine erfindungsgemäßen Batterie im Querschnitt; 6 a battery according to the invention in cross section;

7 eine weitere erfindungsgemäße Batterie im Querschnitt; 7 another battery according to the invention in cross section;

8a eine erfindungsgemäße Batterie mit Heizelementen; 8a a battery according to the invention with heating elements;

8b die Heizelemente aus 8a in einer Draufsicht; 8b the heating elements off 8a in a plan view;

9a eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Batterie im Querschnitt; 9a An embodiment of a battery according to the invention in cross section;

9b eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Batterie im Querschnitt; 9b An embodiment of a battery according to the invention in cross section;

10 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Temperaturgradienten innerhalb eines Federelements von der Anzahl der Federelemente des Kontaktelements. 10 a graphical representation of the dependence of the temperature gradient within a spring element of the number of spring elements of the contact element.

Die in 1 dargestellte Batterie 10 weist ein Batteriemodul 12 und ein Gehäuse 14 auf. Zwischen dem Batteriemodul 12 und dem Gehäuse 14 ist ein Kühlmodul 16 zur aktiven Kühlung der Batterie 10 angeordnet. Das Kühlmodul 16 weist ein Flachrohr 18, ein Kontaktelement 20 und ein Tragelement 22 auf.In the 1 illustrated battery 10 has a battery module 12 and a housing 14 on. Between the battery module 12 and the housing 14 is a cooling module 16 for active cooling of the battery 10 arranged. The cooling module 16 has a flat tube 18 , a contact element 20 and a support element 22 on.

Das Flachrohr 18 hat eine Mehrzahl separater Kühlkanäle 24, die zur Aufnahme bzw. zum Durchleiten eines Kühlmediums (nicht dargestellt) dienen. Die Kühlkanäle 24 sind im Wesentlichen parallel zueinander erstreckt und durch Trennwände 26 voneinander separiert. Das Flachrohr weist zwei voneinander abgewandte Seitenflächen 28, 30 auf. Die Seitenfläche 28 ist dem Kontaktelement 20 zugeordnet, während die Seitenfläche 30 dem Tragelement 22 zugeordnet ist.The flat tube 18 has a plurality of separate cooling channels 24 , which for receiving or for passing a cooling medium (not shown) serve. The cooling channels 24 are essentially parallel to each other and extending through partitions 26 separated from each other. The flat tube has two side faces facing away from each other 28 . 30 on. The side surface 28 is the contact element 20 assigned while the side surface 30 the support element 22 assigned.

Das Kontaktelement 20 ist aus einem Aluminiumblech gefertigt und weist Federelemente 32 auf, die sich ausgehend von Stegen 34 des Kontaktelements 20 in von dem Flachrohr 18 abgewandter Richtung hin zu dem Batteriemodul 12 erstrecken.The contact element 20 is made of an aluminum sheet and has spring elements 32 up, starting from Stegen 34 of the contact element 20 in from the flat tube 18 turned away towards the battery module 12 extend.

Die Federelemente 32 sind paarweise an den Stegen 34 angeordnet. Die Federelemente 32 sind als Laschen gebildet, die bogenförmig gekrümmt sind und frei auskragende Endabschnitte 36 aufweisen. Zwei an benachbarten Stegen 34 einander gegenüberliegend angeordnete Federelemente 32 weisen einander zugewandte Endabschnitte 36 auf.The spring elements 32 are in pairs at the jetties 34 arranged. The spring elements 32 are formed as tabs which are arcuately curved and cantilevered end portions 36 exhibit. Two on adjacent jetties 34 oppositely arranged spring elements 32 have mutually facing end portions 36 on.

Die Federelemente sind zu einem Blattfederelement zusammengefasst, also einem flächigen Blechbauteil, aus dessen Ebene heraus die Federelement elastisch federnd abgebogen sind. The spring elements are combined to form a leaf spring element, that is to say a flat sheet metal component, out of the plane of which the spring element is elastically bent.

An dem Kontaktelement 20 sind seitliche Führungslaschen 38 vorgesehen, die das Flachrohr 18 im Bereich seiner Schmalseiten 40 umgreifen.At the contact element 20 are lateral guide straps 38 provided that the flat tube 18 in the area of its narrow sides 40 embrace.

Das Tragelement 22 weist Rippen 42, 44 auf, wobei die Rippen 42 dem Flachrohr 18 und die Rippen 44 dem Gehäuse 14 zugeordnet sind. Weiterhin sind an dem Tragelement 22 Führungsrippen 46 vorgesehen, die das Flachrohr 18 und das Kontaktelements 20 entlang ihrer Schmalseiten einfassen. Das Tragelement 22 ist aus einem Kunststoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt.The support element 22 has ribs 42 . 44 on, with the ribs 42 the flat tube 18 and the ribs 44 the housing 14 assigned. Furthermore, on the support element 22 guide ribs 46 provided that the flat tube 18 and the contact element 20 along their narrow sides. The support element 22 is made of a plastic with low thermal conductivity.

Das Kühlmodul 16 dient dazu, einen Wärmestrom aus dem Batteriemodul 12 abzuführen. Dazu liegt das Kontaktelement 20 mit seinen Federelementen 32 an einer Kontaktfläche 48 des Batteriemoduls 12 an. Bei der Kontaktfläche 48 handelt es sich um eine Bodenfläche des Batteriemoduls 12. Im Bereich der Seitenfläche 28 liegt das Kontaktelement 20 mit den Stegen 34 an dem Flachrohr 18 an.The cooling module 16 serves to heat flow out of the battery module 12 dissipate. This is the contact element 20 with its spring elements 32 at a contact surface 48 of the battery module 12 at. At the contact surface 48 it is a bottom surface of the battery module 12 , In the area of the side surface 28 lies the contact element 20 with the jetties 34 on the flat tube 18 at.

Ein aus dem Batteriemodul 12 abzuführender Wärmestrom wird folglich über die Federelemente 32 auf das Flachrohr 18 übertragen, das ein Kühlmedium führt, um die Wärme aufzunehmen und abzuführen. One out of the battery module 12 dissipated heat flow is therefore on the spring elements 32 on the flat tube 18 transferred, which leads a cooling medium to absorb the heat and dissipate.

Das Kontaktelement 20 ist zwischen der Kontaktfläche 48 und der Seitenfläche 28 des Flachrohrs 18 federnd elastisch verspannt, um einen zwischen der Seitenfläche 28 und der Kontaktfläche 48 gebildeten Spalt 50 in zuverlässiger Weise zu überbrücken. Der Spalt hat die Spaltweite G.The contact element 20 is between the contact surface 48 and the side surface 28 of the flat tube 18 resiliently elastic clamped to one between the side surface 28 and the contact surface 48 formed gap 50 to bridge in a reliable way. The gap has the gap width G.

Dabei dient das Tragelement 22 dazu, eine thermische Isolation zwischen dem Flachrohr 18 dem Gehäuse 14 zu gewährleisten. Diese thermische Isolation wird dadurch begünstigt, dass zwischen den Rippen 42, 44 Zwischenräume 60 gebildet sind.In this case, the support element is used 22 in addition, a thermal insulation between the flat tube 18 the housing 14 to ensure. This thermal insulation is favored by the fact that between the ribs 42 . 44 interspaces 60 are formed.

Das Flachrohr 18 und das Kontaktelement 20 sind jeweils aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt, wobei die Wärmeleitfähigkeit der Werkstoffe größer als 180 W/(m·K) ist.The flat tube 18 and the contact element 20 are each made of an aluminum material, wherein the thermal conductivity of the materials is greater than 180 W / (m · K).

Die Differenz des elektrochemischen Potenzials des Werkstoffs des Kontaktelements 20 relativ zu dem Werkstoff des Flachrohr 18 ist kleiner als 50 mA. Auf diese Weise kann eine elektrochemische Korrosion in einem Kontaktbereich dieser Bauteile vermieden werden.The difference of the electrochemical potential of the material of the contact element 20 relative to the material of the flat tube 18 is less than 50 mA. In this way, electrochemical corrosion in a contact area of these components can be avoided.

Die Federelemente 32 sind in 1 in einer unkomprimierten und zwei komprimierten Positionen dargestellt, wobei die komprimierten Positionen jeweils durch die gestrichelte Linie angedeutet sind. Nachstehend werden die einzelnen Positionen mit Bezug zu den 2a, 2b und 2c näher erläutert.The spring elements 32 are in 1 represented in one uncompressed and two compressed positions, the compressed positions being indicated by the dashed line, respectively. Below are the individual positions with reference to the 2a . 2 B and 2c explained in more detail.

2a zeigt zwei Federelemente 32 im unkomprimierten Zustand. In dieser Position haben die freien Endabschnitte 36 der Federelemente 32 einen Abstand d1 zur Seitenfläche 28. 2a shows two spring elements 32 in the uncompressed state. In this position have the free end sections 36 the spring elements 32 a distance d1 to the side surface 28 ,

2b stellt die beiden Federelemente 32 aus 2a in einem komprimierten Zustand dar, wobei die freien Endabschnitte 36 der Federelemente 32 einen Abstand d2 zur Seitenfläche 28 aufweisen, der kleiner ist, als der Abstand d1. 2b veranschaulicht den Zustand einer minimalen Kompression der Federelemente 32 im fertig montierten bzw. verspannten Zustand. 2 B represents the two spring elements 32 out 2a in a compressed state, with the free end portions 36 the spring elements 32 a distance d2 to the side surface 28 which is smaller than the distance d1. 2 B illustrates the state of a minimum compression of the spring elements 32 in the fully assembled or tensioned state.

2c zeigt den Zustand maximaler Kompression, wobei die Federelemente 32 plan an der Seitenfläche 28 und der Kontaktfläche 48 anliegen. Die Feder ist also auf Block zusammengedrückt. Die paarweise einander gegenüber angeordneten Federelemente 32 sind derart dimensioniert, dass auch im Zustand maximaler Kompression eine Lücke zwischen den einander zugewandten freien Endabschnitten 36 gebildet ist. 2c shows the state of maximum compression, wherein the spring elements 32 plan on the side surface 28 and the contact surface 48 issue. The spring is thus compressed to block. The pairs opposite each other arranged spring elements 32 are dimensioned such that even in the state of maximum compression, a gap between the mutually facing free end portions 36 is formed.

3a ist eine Draufsicht auf das Kontaktelement 20 aus 1, wobei zu erkennen ist, dass die Federelemente 32 ausgehend von den Stegen 34 in einer quer zur Längsachse L orientierten Richtung Q erstreckt sind. 3a is a plan view of the contact element 20 out 1 , wherein it can be seen that the spring elements 32 starting from the bridges 34 are extended in a direction transverse to the longitudinal axis L oriented direction Q.

Die Federelemente 32 sind in Blöcken zu je zehn Federelementen 32 angeordnet, die durch die Stege 34 und die Querstege 52 voneinander getrennt sind. Die Federelemente 32 sind durch Ausstanzen aus einem Blechmaterial gebildet. The spring elements 32 are in blocks of ten spring elements 32 arranged by the footbridges 34 and the crossbars 52 are separated from each other. The spring elements 32 are formed by punching from a sheet material.

Alternativ zu der in 3a dargestellten Querausrichtung der Federelemente 32 können die Federelemente 32 ausgehend von den Stegen 34 entlang der Längsrichtung L des Flachrohrs 18 orientiert sein, wie in 3b abgebildet.Alternatively to the in 3a illustrated transverse alignment of the spring elements 32 can the spring elements 32 starting from the bridges 34 along the longitudinal direction L of the flat tube 18 be oriented, as in 3b displayed.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Batterie 10 in einem Querschnitt. Diese Variante unterscheidet sich im Wesentlichen von der mit Bezug zu 1 diskutierten Anordnung dadurch, dass das Kontaktelement 20 quer zur Längserstreckung L des Flachrohrs 18 sechs statt vier Federelemente 32 aufweist. 4 shows a further embodiment of a battery 10 in a cross section. This variant differs essentially from the related to 1 discussed arrangement in that the contact element 20 transverse to the longitudinal extent L of the flat tube 18 six instead of four spring elements 32 having.

Wie auch in 1 erkennbar, sind die Rippen 42 und die Trennwände 26 entlang der Querrichtung Q im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet. Auf diese Weise kann eine Deformation des Flachrohrs 18 im Bereich der Seitenfläche 30 beim Verspannen der Anordnung vermieden werden.As well as in 1 recognizable, are the ribs 42 and the partitions 26 along the transverse direction Q arranged substantially at the same height. In this way, a deformation of the flat tube 18 in the area of the side surface 30 be avoided when tightening the arrangement.

In 5a ist ein Federelement 32 in einem unkomprimierten Zustand dargestellt, wobei die Lage der Winkel α und β veranschaulicht wird. Das Federelement 32 schließt mit einem der Seitenfläche 28 zugeordneten Abschnitt 54 einen Winkel α ein der größer gleich 30° und kleiner gleich 55° ist. Der freie Endabschnitt 36 schließt mit einer parallel und mit einem Abstand zur Seitenfläche 28 angeordneten Ebene, beispielsweise der Kontaktfläche 48, einen Winkel β ein, der größer gleich 20° und kleiner gleich 45° ist. Das Federelement 32 beschreibt einen Bogen der Gesamtlänge L0.In 5a is a spring element 32 in an uncompressed state, illustrating the location of the angles α and β. The spring element 32 closes with one of the side surface 28 assigned section 54 an angle α which is greater than or equal to 30 ° and less than or equal to 55 °. The free end section 36 closes with a parallel and at a distance to the side surface 28 arranged level, for example, the contact surface 48 , an angle β, which is greater than or equal to 20 ° and less than or equal to 45 °. The spring element 32 describes an arc of the total length L0.

Im verspannten Zustand (5b) wird das Federelement 32 komprimiert, wobei sich eine ausgehend von dem Steg 34 bis zu einem Kontaktbereich 56 gemessene Länge L1 ergibt, die im Wesentlichen der Länge des Wegs der Wärmeübertragung des Federelements 32 entspricht. Dabei gilt die Vorschrift 1,3 ≤ L1/G ≤ 2. Es wird ein möglichst kurzer Weg der Wärmeleitung angestrebt, um den Temperaturabfall im Bereich der Federelemente 32 zu minimieren. In the strained state ( 5b ) becomes the spring element 32 compressed, with one starting from the bridge 34 up to a contact area 56 measured length L1, which is substantially the length of the path of heat transfer of the spring element 32 equivalent. The rule 1.3 ≤ L1 / G ≤ 2 applies. The shortest possible path of heat conduction is sought in order to reduce the temperature in the region of the spring elements 32 to minimize.

In 6 ist eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Batterie 10 im Querschnitt dargestellt, wobei das Kontaktelement 20 nunmehr acht über der Breite der Anordnung verteilte Federelemente 32 hat. Das Kontaktelement 20 ist insgesamt breiter als das Flachrohr 18. Durch die Erhöhung der Anzahl der Kontaktelemente 20 sollen möglichst viele Kontaktebereiche 54 zum Abführen der Wärme aus dem Batteriemodul 12 bereitgestellt werden.In 6 is a further variant of a battery according to the invention 10 shown in cross-section, wherein the contact element 20 now eight over the width of the arrangement distributed spring elements 32 Has. The contact element 20 is wider than the flat tube 18 , By increasing the number of contact elements 20 should as many contact areas 54 to dissipate the heat from the battery module 12 to be provided.

Die in 7 veranschaulichte Variante einer erfindungsgemäßen Batterie 10 weist zwei Batteriemodule 12 auf, zwischen denen das Kühlmodul 16 angeordnet ist. Das Kühlmodul 16 hat zwei Kontaktelemente 20, die an voneinander abgewandten Seitenflächen 28, 30 des Flachrohrs 18 angeordnet sind. Beide Batteriemodule 12 werden daher mithilfe eines Kühlmoduls 16 gekühlt. Zwischen den Batteriemodulen 12 sind Distanzelemente 58 vorgesehen, die den Abstand der einander zugewandten Kontaktflächen 48 der Batteriemodule 12 vorgeben.In the 7 illustrated variant of a battery according to the invention 10 has two battery modules 12 on, between which the cooling module 16 is arranged. The cooling module 16 has two contact elements 20 , on opposite side surfaces 28 . 30 of the flat tube 18 are arranged. Both battery modules 12 are therefore using a cooling module 16 cooled. Between the battery modules 12 are spacers 58 provided, the distance between the facing contact surfaces 48 the battery modules 12 pretend.

Mit Bezug zu den 8 und 9 werden nachfolgend Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Batterien 10 beschrieben, die zusätzlich Heizelemente 62, 64 aufweisen.Related to the 8th and 9 Below are embodiments of batteries according to the invention 10 described, the additional heating elements 62 . 64 exhibit.

8a zeigt eine solche Anordnung einer Batterie 10 mit einem Kühlmodul 16, wobei in zwischen den Rippen 42 gebildeten Zwischenräumen bzw. Luftspalten 60 Heizdrähte 62 angeordnet sind. 8b veranschaulicht die Anordnung der Heizdrähte bzw. des Heizdrahts 62 in einer Draufsicht. 8a shows such an arrangement of a battery 10 with a cooling module 16 , being in between the ribs 42 formed gaps or air gaps 60 heating wires 62 are arranged. 8b illustrates the arrangement of the heating wires or the heating wire 62 in a top view.

Alternativ zu einer Integration der Heizdrähte 62 in das Kühlmodul 16 können separate Heizpads 64 bzw. Heizmodule 66 vorgesehen sein, die in einer Batterie 10 benachbart zu den Kühlmodulen 16 angeordnet sind (9a, 9b). Die Heizpads 64 werden mithilfe eines elastischen Schaums 68 gegen die Kontaktflächen 48 gedrückt, während die Heizmodule 66 einen Kunststoffträger 70 umfassen, der die Heizdrähte 62 trägt.Alternatively to an integration of the heating wires 62 in the cooling module 16 can separate heating pads 64 or heating modules 66 be provided in a battery 10 adjacent to the cooling modules 16 are arranged ( 9a . 9b ). The heating pads 64 be using an elastic foam 68 against the contact surfaces 48 pressed while the heating modules 66 a plastic carrier 70 include the heating wires 62 wearing.

In 10 ist der Temperaturgradient innerhalb eines Federelements 32 in Kelvin über der Anzahl der Federelemente 32 aufgetragen, die in einem Querschnitt über der Breite der Kontaktfläche 48 verteilt angeordnet sind. Die Wandstärke bzw. Dicke des Federelements beträgt jeweils 0,15 mm, während die Länge des Wegs der Wärmeübertragung L1 innerhalb des Kontaktelements 32 für eine erste Kurve, deren Messwerte durch Kreuze gekennzeichnet sind, 2 mm beträgt, für eine zweite Kurve, deren Messwerte durch Dreiecke gekennzeichnet sind, 1 mm beträgt und für eine dritte Kurve, deren Messwerte durch Quadrate gekennzeichnet sind, 0,5 mm beträgt. Die Versuchsergebnisse gelten für eine maximale aus einer einzelnen Batteriezelle eines Batteriemoduls 12 abzuführende Wärme von 20 W je Batteriezelle. Wie durch den gestrichelten Pfeil innerhalb des Diagramms angedeutet, ist die lichte Weite G zwischen der Seitenfläche 28 und der Kontaktfläche 48 umso kleiner, je kleiner L1 ist.In 10 is the temperature gradient within a spring element 32 in Kelvin over the number of spring elements 32 applied in a cross section across the width of the contact surface 48 are arranged distributed. The wall thickness or thickness of the spring element is in each case 0.15 mm, while the length of the path of heat transfer L1 within the contact element 32 for a first curve whose measured values are marked by crosses, is 2 mm, for a second curve whose measured values are indicated by triangles, is 1 mm and for a third curve, whose measured values are indicated by squares, 0.5 mm. The test results apply to a maximum of a single battery cell of a battery module 12 dissipated heat of 20 W per battery cell. As indicated by the dashed arrow within the diagram, the inside width G is between the side surface 28 and the contact surface 48 the smaller, the smaller L1 is.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2009/214940 A1 [0006] US 2009/214940 A1 [0006]
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EP 2337142 A1 [0007] EP 2337142 A1 [0007]
US 2009/0214940 A1 [0007] US 2009/0214940 A1 [0007]
US 2011/132580 A1 [0010] US 2011/132580 A1 [0010]
US 2012/261107 A1 [0010] US 2012/261107 A1 [0010]
US 2013/071707 A1 [0010] US 2013/071707 A1 [0010]
WO 2012/013315 A1 [0010] WO 2012/013315 A1 [0010]
US 2010/147488 A1 [0012] US 2010/147488 A1 [0012]

Claims

Kühlmodul zur aktiven Kühlung einer Batterie, mit einem Flachrohr (18), das wenigstens einen Kanal (24) zur Aufnahme eines Kühlmediums aufweist, und einem metallischen Kontaktelement (20) zum Ausbilden eines wärmeleitenden Kontakts zwischen einer Seitenfläche (28, 30) des Flachrohrs (18) und einer Kontaktfläche (48) der Batterie (10), dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Kontaktelement (20) wenigstens ein Federelement (32) aufweist, das dazu ausgebildet ist, zwischen dem Flachrohr (18) und der Kontaktfläche (48) der Batterie (10) federnd elastisch verspannt zu werden.Cooling module for active cooling of a battery, with a flat tube ( 18 ), which has at least one channel ( 24 ) for receiving a cooling medium, and a metallic contact element ( 20 ) for forming a thermally conductive contact between a side surface ( 28 . 30 ) of the flat tube ( 18 ) and a contact surface ( 48 ) of the battery ( 10 ), characterized in that the metallic contact element ( 20 ) at least one spring element ( 32 ), which is adapted to between the flat tube ( 18 ) and the contact surface ( 48 ) of the battery ( 10 ) resiliently clamped elastically.

Kühlmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (32) eine Lasche (32) ist, die einen frei auskragenden Endabschnitt (36) hat, wobei die Lasche (32) insbesondere an einem Steg (34) angeordnet ist, der an der Seitenfläche (28, 30) des Flachrohrs (18) anliegt.Cooling module according to claim 1, characterized in that the spring element ( 32 ) a tab ( 32 ), which has a freely projecting end section ( 36 ), whereby the tab ( 32 ), in particular on a web ( 34 ) arranged on the side surface ( 28 . 30 ) of the flat tube ( 18 ) is present.

Kühlmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (32) in einem Querschnitt zumindest abschnittsweise bogenförmig ausgebildet ist.Cooling module according to claim 2, characterized in that the tab ( 32 ) is formed in a cross-section at least partially arcuate.

Kühlmodul nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Endabschnitt (36) mit einer parallel und mit einem Abstand zur Seitenfläche (28, 30) angeordneten Ebene (48) einen Winkel (β) größer gleich 20° und kleiner gleich 45° einschließt und/oder ein der Seitenfläche (28, 30) zugeordneter Abschnitt (54) der Lasche (32) mit der Seitenfläche (28, 30) einen Winkel (α) größer gleich 30° und kleiner gleich 55° einschließt.Cooling module according to one of claims 2 or 3, characterized in that the free end portion ( 36 ) with a parallel and at a distance to the side surface ( 28 . 30 ) level ( 48 ) includes an angle (β) greater than or equal to 20 ° and less than or equal to 45 ° and / or one of the lateral surfaces ( 28 . 30 ) associated section ( 54 ) the tab ( 32 ) with the side surface ( 28 . 30 ) includes an angle (α) greater than or equal to 30 ° and less than or equal to 55 °.

Kühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (20) eine Mehrzahl von Federelementen (32) aufweist, wobei die Federelemente (32) insbesondere paarweise angeordnet sind.Cooling module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact element ( 20 ) a plurality of spring elements ( 32 ), wherein the spring elements ( 32 ) are arranged in pairs in particular.

Kühlmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (32) in einer Längsrichtung (L) und/oder einer Querrichtung (Q) entlang des Flachrohrs (18) verteilt angeordnet sind, insbesondere in regelmäßigen Abständen. Cooling module according to claim 5, characterized in that the spring elements ( 32 ) in a longitudinal direction (L) and / or a transverse direction (Q) along the flat tube ( 18 ), in particular at regular intervals.

Kühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement und das Federelement einstückig aus einem Blechmaterial hergestellt sind.Cooling module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contact element and the spring element are made in one piece from a sheet metal material.

Kühlmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechmaterial eine Wandstärke kleiner gleich 0,5 mm, bevorzugt kleiner gleich 0,2 mm, aufweist und/oder die Wandstärke des Blechmaterials wenigstens 0,05 mm, bevorzugt wenigstens 0,1 mm, beträgt.Cooling module according to claim 7, characterized in that the sheet material has a wall thickness less than or equal to 0.5 mm, preferably less than or equal to 0.2 mm, and / or the wall thickness of the sheet material is at least 0.05 mm, preferably at least 0.1 mm ,

Kühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (20) und/oder das Flachrohr (18) aus einem Aluminiumwerkstoff, insbesondere einer Aluminiumlegierung, hergestellt sind.Cooling module according to one of claims 1 to 8, characterized in that the contact element ( 20 ) and / or the flat tube ( 18 ) are made of an aluminum material, in particular an aluminum alloy.

Kühlmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs des Kontaktelements (20) und/oder des Flachrohrs (18) größer gleich 130 W/(m·K), bevorzugt größer gleich 180 W/(m·K), ist und/oder dass die Differenz des elektrochemischen Potenzials des Werkstoffs des Kontaktelements (32) relativ zu dem Werkstoff des Flachrohrs (18) kleiner gleich 100 mA, bevorzugt kleiner gleich 50 mA, ist.Cooling module according to claim 9, characterized in that the thermal conductivity of the material of the contact element ( 20 ) and / or the flat tube ( 18 ) greater than or equal to 130 W / (m · K), preferably greater than or equal to 180 W / (m · K), and / or that the difference of the electrochemical potential of the material of the contact element ( 32 ) relative to the material of the flat tube ( 18 ) is less than or equal to 100 mA, preferably less than or equal to 50 mA.

Kühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachrohr (18) in einem Tragelement (22) sitzt, das auf einer dem Kontaktelement (20) abgewandten Seite des Flachrohrs (18) angeordnet ist, wobei das Tragelement (22) insbesondere zumindest teilweise aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, wobei die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs insbesondere kleiner gleich 1 W/(m·K), bevorzugt kleiner gleich 0,25 W/(m·K), ist.Cooling module according to one of claims 1 to 10, characterized in that the flat tube ( 18 ) in a support element ( 22 ) sitting on a contact element ( 20 ) facing away from the flat tube ( 18 ) is arranged, wherein the support element ( 22 ) is at least partially made of a material with low thermal conductivity, wherein the thermal conductivity of the material is in particular less than or equal to 1 W / (m · K), preferably less than or equal to 0.25 W / (m · K).

Kühlmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (22) auf einer dem Flachrohr (18) zugewandten Seite Rippen (42) aufweist, die an einer dem Kontaktelement (20) abgewandten Seitenfläche (30) des Flachrohrs (18) anliegen, und/oder dass das Tragelement (22) auf einer dem Flachrohr (18) abgewandten Seite Rippen (44) aufweist, die dazu ausgebildet sind, im fertig montierten Zustand des Batteriemoduls an einem Batteriegehäuse (14) anzuliegen. Cooling module according to claim 11, characterized in that the support element ( 22 ) on a flat tube ( 18 ) facing side ribs ( 42 ), which at a the contact element ( 20 ) facing away from the side surface ( 30 ) of the flat tube ( 18 ), and / or that the support element ( 22 ) on a flat tube ( 18 ) side facing ribs ( 44 ), which are adapted, in the assembled state of the battery module to a battery housing ( 14 ).

Kühlmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der dem Kontaktelement (20) abgewandten Seitenfläche (30) des Flachrohrs (18) Heizelemente (62, 64), insbesondere Heizdrähte, vorgesehen sind und dass die Heizelemente (62, 64) in zwischen den Rippen (42) ausgebildeten Zwischenräumen (60) angeordnet sind.Cooling module according to claim 12, characterized in that (in the area of the contact element 20 ) facing away from the side surface ( 30 ) of the flat tube ( 18 ) Heating elements ( 62 . 64 ), in particular heating wires, are provided and that the heating elements ( 62 . 64 ) in between the ribs ( 42 ) formed spaces ( 60 ) are arranged.

Kühlmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres metallisches Kontaktelement (20) vorgesehen ist, wobei die metallischen Kontaktelemente (20) an voneinander abgewandten Seitenflächen (28, 30) des Flachrohrs (18) angeordnet sind.Cooling module according to one of claims 1 to 10, characterized in that a further metallic contact element ( 20 ) is provided, wherein the metallic contact elements ( 20 ) on opposite side surfaces ( 28 . 30 ) of the flat tube ( 18 ) are arranged.

Batterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Kühlmodul (16) zur aktiven Kühlung der Batterie (10), wobei das Kühlmodul (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.Battery, in particular for a motor vehicle, with at least one cooling module ( 16 ) for active cooling of the battery ( 10 ), whereby the cooling module ( 16 ) is designed according to one of claims 1 to 14.