-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperierungskanaleinsatz zum Einsetzen in einen Temperierungsmedienkanal einer Temperierungseinheit einer Batterie, beispielsweise einer Traktionsbatterie eines Fahrzeugs.
-
Stand der Technik
-
Bei hohen Wärmelasten werden Kühlmedien eingesetzt, um beispielsweise eine Vorrichtung unter einer kritischen Temperatur zu halten. Diese Kühlmedien werden meist in Wärmetauschern eingesetzt und mit mäandrierenden Rohren oder rohrförmigen Kühlkanälen eingebracht. Bekannt ist, dass zur Erhöhung der Kühlleistung die Geschwindigkeit des in den Kühlleitungen befindlichen Kühlmediums und/oder dessen Turbulenz erhöht werden kann. Dies kann aber auch dazu führen, dass Schutzbeschichtungen schneller abgetragen oder eine Korrosionsrate des Kanals erhöht wird.
-
In Fahrzeugbatterien, beispielsweise Traktionsbatterien, werden große Wärmemengen erzeugt, die verteilt oder abgeleitet werden müssen, um die Lebensdauer der Batteriezellen zu verlängern. Wärmetauscher können dazu verwendet werden, um die thermischen Lasten hier zu kontrollieren.
-
Die Leistung und die entnehmbare Kapazität einer Fahrzeugbatterie, insbesondere bei Verwendung von Lithium-Ionen-Akkumulatoren als Batteriezellen, ist temperaturabhängig. Eine Fahrzeugbatterie kann entsprechend nur in einem bestimmten Einsatztemperaturbereich optimal betrieben werden, zum Beispiel in einem Temperaturbereich zwischen 20°C und 50°C für die Batteriezellen. Weisen einzelne Batteriezellen eine Temperatur außerhalb des optimalen Einsatztemperaturbereichs auf, kann dies zu einem Rückgang der Leistungsfähigkeit der Einzelzelle und damit der Fahrzeugbatterie sowie sogar zur Schädigung der einzelnen Batteriezellen führen.
-
Entsprechend erfordern zumindest die Batteriezellen einen relativ engen Temperaturbereich, in welchem sie optimal betrieben werden können. Bei zu niedrigen Temperaturen können die Batteriezellen beispielsweise überhaupt keine Leistung mehr aufnehmen beziehungsweise abgeben, so dass bei zu niedrigen Temperaturen ein Betrieb der Fahrzeugbatterie und damit des Kraftfahrzeugs ohne die Bereitstellung weiterer Temperierungsmaßnahmen nicht möglich ist. Bei zu hohen Temperaturen der Batterie hingegen kann es zunächst ebenfalls zu einem Leistungsabfall und dann zu einer Zerstörung der Batteriezellen bis hin zu einem gefährlichen thermischen Durchgehen („thermal runaway“) der Batteriezellen kommen.
-
Daher werden Batterien meist mit Temperierungseinheiten oder Wärmetauschern ausgestattet, um den für die Batteriezellen nahezu optimalen Temperaturbereich einzustellen.
-
Diese Batterie-Wärmetauscher umfassen typischerweise „Kühlplatten“-Wärmetauscher oder beispielsweise „ICE“ („inter-cell elements“) Platten-Wärmetauscher. Unter Kühlplatten-Wärmetauscher oder Temperierungseinheit wird ein Wärmetauscher verstanden, der eine flache obere Fläche aufweist, an der eine oder mehrere Batteriezellen angeordnet sind, so dass die Batteriezellen, respektive die Batterie bedarfsweise gekühlt oder erwärmt werden kann. Die Anzahl an Batteriezellen, die jeder Temperierungseinheit zugeordnet sind, ist variabel und abhängig von dem Flächenbereich der Temperierungseinheit.
-
Aus Sharma S. et al.: „An Evaluation of Enhanced Cooling Techniques for High-Heat-Load Absorbers“ ist bekannt, dass Temperierungskanaleinsätze in Rohren eine Wärmeübertragung an ein Kühlmedium verbessern können. Diese sind aufwendig zu fertigen, schwierig in die Rohre des Wärmetauschers, respektive der Temperierungseinheit einzusetzen und können darüber hinaus nicht gezielt eingesetzt oder positioniert werden.
-
Darstellung der Erfindung
-
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Temperierungskanaleinsatz zur Modifikation eines in einem Temperierungsmedienkanal fließenden Stroms eines Temperierungsmediums in einer Temperierungseinheit, bevorzugt zur Temperierung von Batteriezellen in einer Traktionsbatterie eines Fahrzeugs, bereitzustellen.
-
Die Aufgabe wird durch einen Temperierungskanaleinsatz zur Modifikation eines in einem Temperierungsmedienkanal fließenden Stroms eines Temperierungsmediums in einer Temperierungseinheit, bevorzugt zur Temperierung von Batteriezellen in einer Traktionsbatterie eines Fahrzeugs, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
-
Entsprechend wird ein Temperierungskanaleinsatz zur Modifikation eines in einem Temperierungsmedienkanal fließenden Stroms eines Temperierungsmediums in einer Temperierungseinheit vorgeschlagen, bevorzugt zur Temperierung von Batteriezellen in einer Traktionsbatterie eines Fahrzeugs. Erfindungsgemäß ist ein Verklemmelement vorgesehen, das dazu ausgelegt ist, zur räumlichen Fixierung mit gegenüberliegenden Seitenwänden des Temperierungsmedienkanals in Kontakt zu treten.
-
Mittels des Verklemmelements ist es möglich, eine vereinfachte Montage des Temperierungskanaleinsatzes zu ermöglichen. Dies gilt insbesondere auch für das Einsetzen in Temperierungsmedienkanäle mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, denn durch die Anlage des Verklemmelements an den gegenüberliegenden Seitenwänden kann durch das Einschieben des Temperierungskanalseinsatzes ein unmittelbares Fixieren erreicht werden.
-
Unter Temperierungsmedium wird hier ein Fluid verstanden, das dazu ausgelegt ist, Wärme und/oder Kälte abzutransportieren. Ein Temperierungsmedium kann ein Fluid sein.
-
Das Verklemmelement kann eine Breite aufweisen, die größer ist als eine Breite des Temperierungsmedienkanals ist. Wird der Temperierungskanaleinsatz entsprechend in einen Temperierungsmedienkanal eingebracht, verspannt sich der Temperierungskanaleinsatz mit seinem Verklemmelement zwischen den Seiten des Temperierungsmedienkanals. Dadurch, dass der Temperierungskanaleinsatz ein Verklemmelement umfasst, kann der Temperierungskanaleinsatz auch an einer beliebigen Stelle in den Temperierungsmedienkanal eingebracht werden.
-
Um ein zuverlässiges Verklemmen zu ermöglichen, kann das Verklemmelement eine erste Bogenform aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass beim Anordnen des Temperierungskanaleinsatzes in dem Temperierungsmedienkanal in einer Ausrichtung, in der der Bogen in Richtung der Strömung des Temperierungsmediums gewölbt ist, mit steigendem Fluiddruck auch eine steigende Verklemmung des Verklemmelements erreicht wird. Durch das Aufbringen des Fluiddrucks drückt dann das Verklemmelement mit einer erhöhten Kraft auf die Seitenwände des Temperierungsmedienkanals, so dass hier eine erhöhte Klemmwirkung erreicht wird.
-
Das Verklemmelement kann als Bogen ausgeführt sein. Dadurch kann ermöglicht werden, dass der Temperierungskanaleinsatz mit der Rundung des Bogens vereinfacht in einen Temperierungsmedienkanal eingeführt werden kann, um dort positioniert zu werden. Die Bogenform ermöglicht weiterhin, dass der Temperierungskanaleinsatz vereinfacht eine Verklemmspannung aufbauen kann, die beispielsweise den Temperierungskanaleinsatz bei Temperierungsmedienströmung in seiner Position hält.
-
Das Verklemmelement kann abgeschrägte Enden aufweisen, sodass die Enden bei einer Verklemmung des Verklemmelements eine größere Verklemmfläche aufweisen, um sich an der Seitenwand des Temperierungsmedienkanals verklemmen zu können. Die abgeschrägten Enden können an einer Außenrundung des Bogens angeordnet sein. Durch abgeschrägte Enden des Verklemmelements kann ermöglicht werden, dass eine Reibfläche des Verklemmelements vergrößert wird. Damit kann ein Verklemmelement einen verbesserten Halt im Temperierungsmedienkanal gewährleisten.
-
Bevorzugt weist das Verklemmelement einen ersten Bogenarm und einen zweiten Bogenarm auf, die symmetrisch zu einer Mittelachse des Verklemmelements angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine symmetrische Ausrichtung des Temperierungskanaleinsatzes beim Einbau und im Betrieb erreicht werden. Die Bogenarme können symmetrisch oder asymmetrisch zu einer Mittelachse des Verklemmelements angeordnet sein.
-
Ein Temperierungsmediendurchtritt kann beispielsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Bogenarm angeordnet sein, beispielsweise wenn die Bogenarme symmetrisch zu einer Mittelachse des Verklemmelements angeordnet sind. Dadurch kann beispielsweise ermöglicht werden, dass der Temperierungskanaleinsatz den Fluss eines Temperierungsmediums durch die Bogenarme auf einen Temperierungsmediendurchtritt leitet, sodass ein Temperierungsmedium durch den Temperierungskanaleinsatz geführt wird. Dadurch kann ermöglicht werden, dass ein Durchtritt des Temperierungsmediums vereinfacht wird.
-
Ein Temperierungsmediendurchtritt kann an einer beliebigen Stelle des Verklemmelements angeordnet sein. Der Temperierungsmediendurchtritt kann beispielsweise mittig in dem Verklemmelement angeordnet sein. Mit einem Temperierungsmediendurchtritt kann beispielsweise ermöglicht werden, dass ein Temperierungsmedium am Temperierungsmediendurchtritt beispielsweise abgelenkt und/oder eine turbulente Fließkomponente des Temperierungsmediums erhöht wird. Dadurch kann ein Wärmeübergang auf das Temperierungsmedium erhöht werden.
-
Ein Temperierungsmediendurchtritt kann um die Mittelachse des Verklemmelements angeordnet sein. Ein Temperierungsmediendurchtritt kann beispielsweise mindestens 5% einer Kanalbreite ausmachen. Ein Temperierungsmediendurchtritt kann weniger als 90% einer Kanalbreite des Temperierungsmedienkanals ausmachen. Ein Temperierungsmediendurchtritt kann beispielsweise 10%, 15%, 20%, 25% oder 30% einer Kanalbreite des Temperierungsmedienkanals ausmachen. Dadurch kann ermöglicht werden, dass ein Druck des Temperierungsmediums verändert wird. Damit können beispielsweise turbulente Strömungskomponenten in das Temperierungsmedium eingebracht werden.
-
Der Temperierungskanaleinsatz kann ein Druckausgleichselement umfassen. Das Druckausgleichselement kann dazu ausgelegt sein, einen Druckverlust unabhängig von einer Durchströmungsrichtung des Temperierungsmediums im Wesentlichen gleich zu halten. Dadurch kann ermöglicht werden, dass der Temperierungskanaleinsatz unabhängig von einer Strömungsrichtung des Temperierungsmediums eingebaut werden kann.
-
Beispielsweise kann der Wärmeübergang in Temperierungsmedienkanälen deutlich erhöht werden im Vergleich zu Kanälen ohne Temperierungskanaleinsatz. Der Temperierungskanaleinsatz kann entsprechend durch das Aufbringen von turbulenten Strömungen die erhitzten Wandströmungen des Temperierungsmediums an den Seitenwänden des Temperierungsmedienkanals ablösen und durchmischt diese mit dem kälteren Temperierungsmedium in der Mitte des Kühlkanals. Dadurch können beispielsweise die Wandtemperaturen des Temperierungsmedienkanals reduziert werden und es kann ermöglicht werden, dass die lokale Temperierungsmediumstemperatur abnimmt.
-
Das Druckausgleichselement kann eine zweite Bogenform aufweisen. Die zweite Bogenform kann sich von der ersten Bogenform des Verklemmelements unterscheiden. Die zweite Bogenform kann beispielsweise eine zu der ersten Bogenform entgegengesetzte Krümmung aufweisen. Damit kann ein Druckverlust unabhängig von der Durchströmungsrichtung des Temperierungsmediendurchtritt im Wesentlichen gleich gehalten werden.
-
Der Temperierungskanaleinsatz kann eine Verbindungsschiene umfassen. Die Verbindungsschiene kann so eingerichtet und ausgebildet sein, dass der Temperierungskanaleinsatz in einen Temperierungsmedienkanal eingeführt werden kann, ohne dabei zu verkanten. In anderen Worten kann der Temperierungskanaleinsatz im Temperierungsmedienkanal in eine Position gebracht, vorzugsweise geschoben werden, ohne beispielsweise auf dem Weg dorthin zu verkanten. Die Verbindungsschiene kann beispielsweise flach ausgeführt sein.
-
Die Verbindungsschiene kann beispielsweise gewölbt ausgeführt sein, so dass beispielsweise eine kleinere Fläche der Verbindungsschiene im Temperierungsmedienkanal gleitet, im Vergleich zu einer flachen Verbindungsschiene. Die Verbindungsschiene kann so ausgebildet sein, dass der Temperierungskanaleinsatz beim Einführen in den Temperierungsmedienkanal nicht verkippen kann.
-
Die Verbindungsschiene kann auf einer Seite des Temperierungskanaleinsatzes ausgebildet sein. Die Verbindungsschiene kann vorzugsweise auf einer Seite des Temperierungskanaleinsatzes ausgebildet sein, die nicht einer Verklemmseite, das heißt, einer Seite auf der das Verklemmelement in eine Seite des Temperierungsmedienkanals eingreift, entspricht. In anderen Worten kann eine Verbindungsschiene auf einer Seite ausgebildet sein, die im Wesentlichen parallel zu einer Klemmkraftrichtung ist. Die Verbindungsschiene kann dabei eine Vorzugsrichtung aufweisen, die senkrecht zur Klemmkraftrichtung vorgesehen ist. Unter Vorzugsrichtung wird hier verstanden, dass ein Verhältnis von Länge zu Breite der Verbindungsschiene in der Vorzugsrichtung größer als eins ist. Dadurch kann beispielsweise ermöglicht werden, dass eine Montage des Temperierungskanaleinsatzes vereinfacht wird.
-
Die Verbindungsschiene kann so vorgesehen sein, dass die Verbindungsschiene das Verklemmelement und das Druckausgleichselement strukturell verbindet. In anderen Worten können das Verklemmelement und das Druckausgleichelement an einer Verbindungsschiene vorgesehen sein.
-
Der Temperierungskanaleinsatz kann einstückig ausgebildet sein und bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet sein, bevorzugt als Spritzgussteil. Weiterhin ist auch eine metallische Ausbildung, vorzugsweise als Stanzbiegeteil, bevorzugt.
-
Der Temperierungskanaleinsatz kann so eingerichtet und ausgebildet sein, dass turbulente Fließkomponenten in einen durch den Temperierungskanaleinsatz fließenden Temperierungsmedienstrom eingebracht werden. Der Temperierungskanaleinsatz kann so eingerichtet und ausgebildet sein, dass turbulente Fließkomponenten in einen durch den Temperierungskanaleinsatz fließenden Temperierungsmedienstrom verstärkt werden. Eingebrachte turbulente Strömungskomponenten erhöhen eine Temperierungsleistung oder einen Wärmeübergang. Dadurch kann ermöglicht werden, dass die Effizienz des Temperierungsmedienkanals erhöht wird.
-
Der Temperierungskanaleinsatz kann auch für nicht runde Querschnitte von Temperierungsmedienkanälen angepasst sein. In anderen Worten kann der Temperierungskanaleinsatz für im Querschnitt vieleckige (beispielsweise polygone, trapezförmige oder quadratische) Temperierungsmedienkanäle angepasst sein.
-
Bevorzugt ist das Verklemmelement so dimensioniert, dass es den Querschnitt eines Temperierungsmedienkanals vollständig ausfüllt, so dass der Temperierungsmedienkanal bis auf den Temperierungsmediendurchtritt verschlossen ist. Bevorzugt liegt dabei die Verbindungsschiene in einem Bodenbereich des Temperierungsmedienkanals so auf, dass der Temperierungskanaleinsatz stabil im Temperierungsmedienkanal gehalten wird.
-
In einen Temperierungsmedienkanal kann einer oder mehrere Temperierungskanaleinsätze eingesetzt werden. Dadurch können beispielsweise gezielt turbulente Strömungskomponenten an den Temperierungskanaleinsätzen in den Temperierungsmedienkanal eingebracht werden.
-
Figurenliste
-
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Temperierungskanaleinsatz;
- 2 schematisch eine Draufsicht auf den in einem Temperierungsmedienkanal eingesetzten Temperierungskanaleinsatz aus 1;
- 3 schematisch eine perspektivische Ansicht des Temperierungskanaleinsatzes aus den vorherigen Figuren; und
- 4 eine Darstellung der Temperaturverteilung eines in einem Temperierungsmedienkanal fließenden Stroms eines Temperierungsmediums mit mittig in dem Temperierungsmedienkanal positionierten Temperierungskanaleinsätzen.
-
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
-
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
-
In 1 ist schematisch eine Draufsicht auf einen Temperierungskanaleinsatz 1 gezeigt, der zum Einsetzen in eine Temperierungseinheit 20 zum Aufbau einer Batterie, beispielsweise einer Traktionsbatterie für ein Fahrzeug, vorgesehen ist.
-
Der Temperierungskanaleinsatz 1 umfasst ein Verklemmelement 2, das hier in einer noch nicht eingebauten Stellung dargestellt ist. Mit den gestrichelten Linien beim Bezugszeichen 4 sind die Dimensionierungen der Seitenwände 4 eines Temperierungsmedienkanals 12 dargestellt, in den der Temperierungskanaleinsatz 1 eingesetzt werden soll. Die Breite des Verklemmelements 2 ist entsprechend größer, als die Breite des Temperierungsmedienkanals 12, der durch die angedeuteten Seitenwände 4 dargestellt ist. Mit anderen Worten steht das Verklemmelement 2 über die Seitenwände 4 hinaus und kann nur durch Deformation in einen Temperierungsmedienkanal 12 eingeführt werden.
-
Das Verklemmelement 2 weist dabei einen ersten Bogenarm 5 und einen zweiten Bogenarm 6 auf, die symmetrisch zu einer Mittelachse 9 des Verklemmelements 2, die hier mit einer Mittelachse des Temperierungskanaleinsatzes 1 und in einer eingebauten Position mit einer Mittelachse des Temperierungsmedienkanals 12 zusammenfällt, angeordnet sind.
-
Der erste Bogenarm 5 und der zweite Bogenarm 6 sind elastisch ausgeführt, so dass sie durch eine Verformung ein Einführen des Temperierungskanaleinsatzes 1 in einen Temperierungsmedienkanal 12 ermöglichen. Durch die elastische Ausführung des Verklemmelements 2 und insbesondere der Bogenarme 5, 6 führt das Einführen der Temperierungskanaleinsatzes 1 auch zu einem Verklemmen und entsprechend Fixieren des Temperierungskanaleinsatzes 1 in dem Temperierungsmedienkanal 12.
-
Zwischen den Bogenarmen 5, 6 ist an der beim Bezugszeichen 3 angedeuteten Position ein Temperierungsmediendurchtritt 3 vorgesehen, der in der 1 nicht direkt zu erkennen ist, da er auf der abgewandten Seite angeordnet ist. In 3 ist der Temperierungsmediendurchtritt 3 aber zu erkennen.
-
Ferner weist der Temperierungskanaleinsatz 1 ein Druckausgleichselement 7 auf, das gegenüber dem Temperierungsmediendurchtritt 3 angeordnet ist. Das Verklemmelement 2 ist mit dem Druckausgleichselement 7 über eine Verbindungsschiene 8 verbunden. Die Verbindungsschiene 8 kann beispielsweise als strukturelle Verbindung von Verklemmelement 2 und Druckausgleichselement 7 vorgesehen sein.
-
Der Temperierungskanaleinsatz 1 zeigt hier schematisch eine erste Bogenform 10 für das Verklemmelement 2 und eine zweite Bogenform 11 für das Druckausgleichselement 7. Die Bögen sind einander entgegengesetzt ausgebildet und bilden so eine strömungstechnisch optimierte Form aus. Das Verklemmelement 2 und das Druckausgleichselement 7 können aber auch andere Formen aufweisen.
-
In 2 ist der Temperierungskanaleinsatz 1 aus der 1 schematisch in einem Temperierungsmedienkanal 12 verklemmt dargestellt. Das Verklemmelement 2 ist mit den beiden Bogenarmen 5, 6 im Temperierungsmedienkanal 12 zwischen den Seitenwänden 4 des Temperierungsmedienkanals 12 verklemmt. Eine Verklemmkraftrichtung ist schematisch mit Pfeilen dargestellt. Die Enden der Bogenarme 5, 6 liegen jeweils an den Seitenwänden 4 des Temperierungsmedienkanals 12 an. Die Form des Verklemmelements 2 kann auch anders als dargestellt vorgesehen sein. Eine Verformung des Verklemmelements 2 kann ebenfalls anders als beispielhaft dargestellt ausfallen.
-
Der Temperierungsmedienkanal 12 ist beispielhaft dargestellt und ist Teil einer Temperierungseinheit 20 einer Fahrzeugbatterie 100. Die Fahrzeugbatterie 100 kann vorzugsweise eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, sein. Die Temperierungseinheit 20 ist dazu vorgesehen, die Wärme von den Batteriezellen der Fahrzeugbatterie 100 abzuführen, oder die Batteriezellen bedarfsweise auch zu erwärmen. Die Temperierungseinheit 20 kann beispielsweise als ein Teil eines Batteriegehäuses der Fahrzeugbatterie 100 vorgesehen sein. Das Batteriegehäuse kann beispielsweise einen gasdichten Raum zur Aufnahme der Komponenten, wie beispielsweise Batteriezellen oder Zellhalter, der Fahrzeugbatterie 100 bereitstellen.
-
Der gezeigte Temperierungskanaleinsatz 1 ist bevorzugt einstückig ausgebildet. Beispielsweise kann der Temperierungskanaleinsatz 1 aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein und ist bevorzugt als Spritzgussteil hergestellt. Damit ist der Temperierungskanaleinsatz 1 typischer Weise auch aus einem anderen Material ausgebildet, als die Temperierungseinheit 20, die üblicher Weise aus Metall ausgebildet ist.
-
Ein Einbau des Temperierungskanaleinsatzes 1 in die Temperierungseinheit 20 findet dann nur durch Verklemmen in dem Temperierungsmedienkanal 12 statt.
-
Der Temperierungskanaleinsatz 1 kann auch aus einem metallischen Material ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Stanzbiegeteils. Auch hier kann eine Verklemmung des Temperierungskanaleinsatzes 1 in dem Temperierungsmedienkanal 12 statt.
-
3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Temperierungskanaleinsatzes 1 aus den vorherigen Figuren.
-
In dieser Ansicht ist der Temperierungsmediendurchtritt 3 sichtbar dargestellt. Der Temperierungsmediendurchtritt 3 ist in der beispielhaften Darstellung mittig im Temperierungskanaleinsatz 1 angeordnet. Ein Temperierungsmedium kann beispielsweise durch den Temperierungsmediendurchtritt 3 im Verklemmelement 2 über die Verbindungsschiene 8 am Druckausgleichselement 7 (das hier mit einer zweiten Bogenform 11 dargestellt ist) vorbeiströmen. Dadurch können beispielsweise turbulente Strömungskomponenten in den Temperierungsmedienfluss eingebracht werden, wodurch ermöglicht werden kann, dass eine Temperierungsleistung des Temperierungsmedienkanals erhöht wird.
-
In 4 ist eine Darstellung des Flusses eines Temperierungsmediums in einer Temperierungseinheit 20 einer Fahrzeugbatterie 100 mit jeweils mittig in den Temperierungsmedienkanälen 12 positionierten Temperierungskanaleinsätzen 1 dargestellt.
-
In der Darstellung sind vier Temperierungsmedienkanäle 12.1 bis 12.4 mit jeweils zwei Temperierungsmedienkanalabschnitten, die an der rechten Seite der Darstellung miteinander verbunden sind, dargestellt. Die in der Darstellung übereinander angeordneten Temperierungsmedienkanalabschnitte der Temperierungsmedienkanäle 12.1 und 12.2 zeigen jeweils eine Strömungsrichtung beginnend im oberen Temperierungsmedienkanalabschnitt, die von der linken Seite zu der rechten Seite der Darstellung und wieder zurück gerichtet ist. Die Strömungsrichtung in den Temperierungsmedienkanälen 12.3 und 12.4 ist entgegengesetzt gerichtet.
-
In den Temperierungsmedienkanälen 12.1 bis 12.4 sind die Temperierungskanaleinsätze jeweils so ausgerichtet, dass die Krümmung der bogenförmigen Verklemmelemente entgegen der Fließrichtung des Temperierungsmediums zeigt, um auf diese Weise eine sichere Verklemmung unabhängig vom Fluiddruck zu erreichen.
-
Die Temperierungskanaleinsätze 1 füllen dabei die Querschnitte der jeweiligen Temperierungsmedienkanäle vollständig aus, so dass nur ein Temperierungsmediendurchtritt 3 verbleibt, durch den das Temperierungsmedium strömen kann.
-
Jeweils mittig sind in den Temperierungsmedienkanälen 12 Temperierungskanaleinsätze 1 eingebracht dargestellt. Die Simulation zeigt an den Temperierungskanaleinsätzen 1 turbulente Strömungskomponenten. Diese können einen verbesserten Wärmeübergang ermöglichen. Dadurch kann eine Temperierungsleistung der Temperierungsmedienkanäle 12 erhöht werden.
-
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Temperierungskanaleinsatz
- 2
- Verklemmelement
- 3
- Temperierungsmediendurchtritt
- 4
- Seitenwand des Temperierungsmedienkanals
- 5
- erster Bogenarm
- 6
- zweiter Bogenarm
- 7
- Druckausgleichselement
- 8
- Verbindungsschiene
- 9
- Mittelachse des Verklemmelements
- 10
- erste Bogenform
- 11
- zweite Bogenform
- 12
- Temperierungsmedienkanal
- 20
- Temperierungseinheit
- 100
- Fahrzeugbatterie
