WO2022008221A1 - Battery for a motor vehicle, and motor vehicle having the battery - Google Patents

Battery for a motor vehicle, and motor vehicle having the battery Download PDF

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WO2022008221A1
WO2022008221A1 PCT/EP2021/066853 EP2021066853W WO2022008221A1 WO 2022008221 A1 WO2022008221 A1 WO 2022008221A1 EP 2021066853 W EP2021066853 W EP 2021066853W WO 2022008221 A1 WO2022008221 A1 WO 2022008221A1
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battery
cooling
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cover
section
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PCT/EP2021/066853
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Inventor
Max Richter
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Vitesco Technologies Germany Gmbh
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery for a motor vehicle, wherein the battery has a housing and a cooling channel device can be and/or is arranged at least in sections on the housing, the cooling channel device being arranged and/or designed in such a way that it provides efficient and effective cooling of the battery can enable.
  • Batteries for motor vehicles are known in principle.
  • the battery cells of a battery are arranged in a housing. Due to the high electrical voltages that the battery provides for driving motor vehicles, a great deal of heat is generated in the battery cells of the battery. To ensure that the battery does not overheat and can maintain its performance, the battery cells must be cooled accordingly.
  • the known cooling concepts of a battery provide that a cooling arrangement is formed inside the battery housing in order to cool the battery cells.
  • a cooling arrangement has the disadvantage that, depending on the arrangement and design of the components arranged inside the housing, it is correspondingly expensive to design. This can increase the cost of the battery.
  • the invention relates to a battery for a motor vehicle, with a battery housing designed to accommodate at least one battery cell, which has at least a first side part, a second side part designed at a distance from the first side part, and a cover part extending between the first side part and the second side part, wherein the cover part and the side parts are arranged parallel to a longitudinal direction of the battery, a cooling channel device which is placed at least in sections on the battery housing and has an intake section with an intake opening, two side cooling sections which are fluidically connected to the intake section and are arranged parallel to the side parts at least in sections, one with the side cooling sections fluidically connected and at least partially arranged parallel to the lid part cover cooling section, and a fluidically in and / or on the cover cooling section attached fan with an outlet opening for sucking in and blowing out ambient air, wherein the ambient
  • the motor vehicle is preferably an at least partially, preferably fully, electrically powered vehicle.
  • the battery supplies energy or current for driving the motor vehicle.
  • the battery has a battery housing which is designed to accommodate at least one battery cell. As a rule, a plurality of battery cells are arranged within the housing.
  • the battery cells are preferably prismatic battery cells and/or pouch cells.
  • the battery case has at least a first side part, a spaced apart from the first side part trained second side part, and between the first side part and the second side part extending cover part.
  • the cover part is preferably arranged between the two side parts. It is conceivable that the cover part and the side parts are connected to one another with a material fit, a form fit and/or a force fit.
  • the lid part and both side parts extend in a longitudinal direction of the battery.
  • the side parts are arranged opposite one another.
  • a cooling channel device is placed at least in sections on the battery housing.
  • the cooling channel device is set up to suck in ambient air via an intake opening and to release the ambient air sucked in again via an outlet opening. It is provided that the cooling channel device has a suction section having the suction opening.
  • Two side cooling sections are fluidically connected to the intake section.
  • the side cooling sections run parallel to the side parts or are arranged on the side parts. In other words, a first side cooling section is arranged on the first side part and a second side cooling section is arranged on the second side part.
  • a cover cooling section is fluidically connected to the two side cooling sections.
  • the cover cooling section runs at least partially parallel to the cover part.
  • a fan is fluidically connected in the cover cooling section or to the cover cooling section. The fan preferably has the outlet opening.
  • the fan is set up to suck in ambient air via the intake opening of the intake section during its operation.
  • the ambient air drawn in is guided within the intake section parallel to the cover part up to the middle of the battery, in relation to its longitudinal direction, and diverted into the side cooling sections.
  • the ambient air is deflected in the direction of the axial ends of the battery.
  • the ambient air that is sucked in is transferred into the cover cooling section and guided at least in sections along the cover part and finally blown out via the outlet opening of the fan.
  • the cooling channel device is placed on the battery housing from the outside and is therefore designed as an adaptive ventilation device. There are therefore no changes to components within the battery housing significant influence on the cooling device mounted on the battery housing from the outside.
  • the cooling channel can be arranged on the battery housing in a simple and inexpensive manner.
  • the ambient air drawn in is routed via the intake opening to the center of the battery, in relation to its longitudinal direction, and diverted to the side panels. In the middle of the battery, the battery cells develop the greatest amount of heat, so that the cool ambient air can cool the hotspot or the warmest point of the battery first.
  • the ambient air that is drawn in is then routed to the axial ends, where the lowest temperature development within the battery can usually be found.
  • the air is then transferred to the cover cooling section and guided at least in sections along the cover part in order to cool the battery in the upper area.
  • the heated ambient air is then blown out via the fan.
  • the air routing of the adaptive cooling channel according to the invention allows a reduced or low temperature gradient to be achieved within the battery, so that the battery can be efficiently cooled and have increased performance.
  • fluid connection and/or fluidic connection means a media-tight, in particular air-tight, connection so that air, in particular cooling air and/or ambient air, can flow between two sections of the cooling channel device.
  • center of the battery refers to the longitudinal direction of the battery and not to the physical center of the battery. Starting from the center of the battery, in relation to its longitudinal direction, the term “centre of the battery” also includes an area of less than 20%, based on the length of the battery housing in the longitudinal direction of the battery, in particular an area of less than 10%, based on the length of the Battery case in the longitudinal direction of the battery, which extends halfway to the center of the battery in the axial direction of the battery, the boundaries being included. In other words, if the battery case has a length of 50 cm in the longitudinal direction of the battery, the center includes an area of preferably less than 10 cm, particularly preferably less than 5 cm.
  • the side parts have a plurality of cooling ribs on a side facing away from the battery cell, which protrude into the side cooling sections.
  • the side parts have a cooling structure in the form of cooling ribs.
  • This cooling structure makes it possible to dissipate heat evenly and also increased due to the increase in surface area.
  • the side cooling sections are shell-shaped so that they can enclose the cooling fins of the side parts. The ambient air that is sucked in can thus flow around the cooling fins within the side cooling sections.
  • the side cooling sections are particularly preferably connected to the side parts in an airtight manner.
  • the airtight design or connection between the side part and the side cooling section can preferably be achieved by means of an adhesive connection, in particular a glued connection.
  • the cooling effect for cooling the battery can be increased via the cooling ribs of the side parts projecting into the side cooling sections.
  • a recess for the passage of a heat sink is formed in the cover part, and the heat sink protrudes at least in sections into the cover cooling section.
  • the battery management system and the corresponding electronics are arranged and/or designed within the battery housing and below the cover part.
  • the heat sink is part of the electronics of the battery management system.
  • the electronics of the battery management system should be able to be cooled so that they do not fail if there is increased heat generation within the battery. Integrating the heat sink of the electronics of the battery management system into the cover cooling section provides a ventilation system for the battery, in which the cooling of the battery management system is integrated into the cooling of the battery cells.
  • the battery cells and the battery management system and its electronics can thus be cooled with just one cooling circuit.
  • the cover cooling section is arranged and/or formed at least in sections between the cover part and the suction section.
  • the ambient air sucked in via the intake section can be guided in a first step to the center of the battery, in relation to its longitudinal direction, without the ambient air being guided directly past the cover part and thus already experiencing significant heating.
  • the cool ambient air can thus be fed directly to the middle of the battery, so that increased cooling of the hotspot can be brought about. In this way, the temperature gradient within the battery can be reduced.
  • the intake section, the side cooling sections and the cover cooling section are designed as one part. In this way, the interfaces between the respective parts of the cooling channel device can be reduced. The sealing effect of the cooling channel device can thus also be increased since interfaces between the individual parts of the cooling channel device are reduced.
  • the cooling channel device is designed in multiple parts.
  • the multi-part design implies that, for example, the intake section, the side cooling sections, the cover cooling section and also the fan are each designed separately from one another.
  • the intake section and the side cooling sections are formed as one part, and the cover cooling section and the fan are each formed separately as an individual part.
  • the cover cooling section and the side parts are designed as one part, with the intake section and the fan each being designed as a single part. Due to the fact that the cooling channel device consists of several parts, the assembly of the cooling channel can be simplified, as a result of which the production costs can be reduced.
  • the side parts have increased thermal conductivity, so that they can dissipate the heat generated within the battery housing to the outside quickly and efficiently.
  • An advantageous development of the invention lies in the fact that the side parts are made of a metal, in particular aluminum, at least in sections. In this way, the cooling effect of the battery can be increased.
  • the side parts are made of a material that has increased tensile strength, the battery cells arranged between the side parts can be prestressed.
  • the formation of the side parts from aluminum also has the advantage that the battery or the battery housing can have a reduced weight.
  • the suction opening can be arranged and/or designed in such a way that ambient air can be introduced into the suction section via the suction opening.
  • an advantageous development of the invention lies in the fact that the suction opening is aligned perpendicularly to the longitudinal direction of the battery. This can be advantageous, for example, when conditions are cramped in the axial direction of the battery.
  • the outlet opening can preferably be aligned parallel to the longitudinal direction of the battery.
  • Such an arrangement is advantageous if the heated air or ambient air can be discharged in the axial direction of the battery.
  • preferably flat batteries can be provided with a corresponding cooling device. This can also be advantageous for batteries in which there are cramped conditions above the battery, so that the Ambient air can not be blown out perpendicular to the longitudinal direction of the battery, for example.
  • an advantageous development of the invention lies in the fact that the outlet opening in the fan is aligned perpendicular to the longitudinal direction of the battery. This can be advantageous when there are cramped conditions in the axial direction of the battery.
  • the suction opening and the outlet opening are oriented away from one another. In this way it can be avoided that the ambient air that has already been expelled and heated via the outlet opening is sucked in again directly or immediately via the suction opening. Thus, the cooling effect of the battery can be increased.
  • the fan can be set up and/or designed in such a way that it sucks in ambient air via the intake opening and can blow out the heated ambient air via the outlet opening.
  • An advantageous development of the invention is that the fan is a radial fan. A fan designed in this way can be produced inexpensively and has a small installation space, so that it can be easily integrated into the cooling channel device.
  • the invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention.
  • Fig. 1 is a three-dimensional view of a battery with a
  • Cooling duct assembly shown in exploded view, according to the preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of the battery with the cooling channel device according to the preferred exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a battery 10 which comprises a battery housing 12, a cooling channel device 14 being arranged on the battery housing 12.
  • the cooling channel device 14 is shown in an exploded view.
  • the battery housing 12 is set up and/or designed to at least partially enclose at least one battery cell (not shown).
  • a plurality of battery cells are generally arranged in the battery housing 12 , the battery cells being arranged one behind the other in a longitudinal direction 16 of the battery 10 .
  • the battery cells are preferably prismatic battery cells.
  • the battery housing 12 has at least a first side part 18 and a second side part 20 formed at a distance from the first side part 18 .
  • a cover part 22 extends between the first side part 18 and the second side part 20.
  • the cover part 22 and the two side parts 18 and 20 are arranged parallel to the longitudinal direction 16 of the battery 10.
  • the side parts 18, 20 have a plurality of cooling ribs on a side facing away from the battery cell.
  • the outer surface of the side parts 18, 20 is enlarged by the formation of the cooling fins, so that heat generated in the battery housing 12 can be dissipated efficiently through the battery cells.
  • the side parts 18, 20 are made of a metal, in particular made of aluminum. Aluminum is a good conductor of heat and is lightweight.
  • the cooling channel device 14 has an intake section 24 with an intake opening 26 .
  • a first side cooling section 28 and a second side cooling section 30 are fluidically connected to the intake section 24 .
  • the first side cooling section 28 is placed on the first side part 18 and the second side cooling section 30 is placed on the second side part 20 .
  • the first side cooling section 28 and the second side cooling section 30 are fluidically connected to a cover cooling section 32 , the cover cooling section 32 being arranged or formed parallel to the cover part 22 at least in sections.
  • In the cover cooling section 32 there is a recess 34 on which a fan 36 is placed.
  • the fan 36 has an outlet opening 38 .
  • a plurality of fastening elements 39 are arranged on the cover part 22, onto which the fan 36 can be plugged and fastened.
  • the fastening elements 39 are designed as screw elements in the present exemplary embodiment.
  • Corresponding bores are arranged in a housing of the fan 36 . To fasten the fan 36, the screw elements engage in the bores.
  • the fan 36 is fixed in a secure position via a nut that can be screwed onto the screw elements.
  • FIG. 2 shows the battery 10 known from FIG. 1 with the cooling channel device 14 arranged thereon. Furthermore, the air routing within the cooling channel device 14 is shown schematically.
  • the fan 36 is set up and designed to suck in ambient air 44 via the intake opening 26 of the intake section 24 .
  • the ambient air 44 is first guided within the intake section 24 parallel to the longitudinal direction 16 of the battery 10 and parallel to the cover part 22 of the battery housing 12 to approximately the middle of the battery 10, based on its longitudinal direction 16.
  • the ambient air 44 is transferred into the side cooling sections 28, 30 and deflected in the side cooling sections 28, 30 in the direction of the axial ends of the battery 10.
  • the ambient air 44 is transferred into the cover cooling section 32 and guided along the cover part 22 .
  • the ambient air 44 exits the cover cooling section 32 via the fan 36 and is blown out into the environment via the outlet opening 38 .
  • the ambient air 44 that is sucked in is accordingly first guided through the cooling channel device 14 to the middle of the battery 10 in order to cool the battery 10 efficiently.
  • the greatest heat is generated in the middle of the battery 10 .
  • the cooler ambient air 44 that is sucked in can initially cool the hotspot of the battery 10 .
  • the ambient air 44 is guided within the side cooling sections 28, 30 to the somewhat cooler axial ends 46 of the battery 10 and then fed to the fan 36 via the cover cooling section 32 and finally blown out.
  • the temperature gradient of the battery 10 can be reduced by the air routing and the performance of the battery 10 can thus be increased.
  • the cooling duct device 14 Due to the fact that the cooling duct device 14 is placed on the battery housing 12 from the outside, the cooling duct device 14 can be arranged on the battery housing 12 in a simple manner, so that an inexpensive possibility for arranging the cooling duct device 14 on the battery housing 12 is provided.

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Abstract

The invention relates to a battery (10) for a motor vehicle, having a battery housing (12) which is designed to accommodate at least one battery cell and has at least one first side part (18), one second side part (20) at a distance from the first side part (18) and one cover part (22) extending between the first side part (18) and the second side part (20), wherein the cover part (22) and the side parts (18, 20) are arranged parallel to a longitudinal direction (16) of the battery (10), and having a cooling duct device (14) which is mounted on the battery housing (12) at least in sections.

Description

Beschreibung description
Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit der Batterie Battery for a motor vehicle and motor vehicle with the battery
Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterie ein Gehäuse aufweist und zumindest abschnittsweise auf das Gehäuse eine Kühlkanaleinrichtung anordbar und/oder angeordnet ist, wobei die Kühlkanaleinrichtung derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass diese eine effiziente und wirksame Kühlung der Batterie ermöglichen kann. The invention relates to a battery for a motor vehicle, wherein the battery has a housing and a cooling channel device can be and/or is arranged at least in sections on the housing, the cooling channel device being arranged and/or designed in such a way that it provides efficient and effective cooling of the battery can enable.
Batterien für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich bekannt. Bei den bekannten Batterien ist in der Regel vorgesehen, dass die Batteriezellen einer Batterie in einem Gehäuse angeordnet sind. Aufgrund der hohen elektrischen Spannungen, die die Batterie zum Antrieb von Kraftfahrzeugen bereitstellen, entsteht eine große Wärmeentwicklung in den Batteriezellen der Batterie. Damit die Batterie nicht überhitzt und die Leistungsfähigkeit beibehalten kann, sind die Batteriezellen entsprechend zu kühlen. Die bekannten Kühlungskonzepte einer Batterie sehen vor, dass innerhalb des Batteriegehäuses eine Kühlungsanordnung ausgebildet ist, um die Batteriezellen zu kühlen. Eine derartige Kühlungsanordnung hat jedoch den Nachteil, dass diese, je nach Anordnung und Ausbildung der innerhalb des Gehäuses angeordneten Komponenten, entsprechend aufwendig auszubilden ist. Dies kann die Kosten der Batterie erhöhen. Batteries for motor vehicles are known in principle. In the case of the known batteries, it is generally provided that the battery cells of a battery are arranged in a housing. Due to the high electrical voltages that the battery provides for driving motor vehicles, a great deal of heat is generated in the battery cells of the battery. To ensure that the battery does not overheat and can maintain its performance, the battery cells must be cooled accordingly. The known cooling concepts of a battery provide that a cooling arrangement is formed inside the battery housing in order to cool the battery cells. However, such a cooling arrangement has the disadvantage that, depending on the arrangement and design of the components arranged inside the housing, it is correspondingly expensive to design. This can increase the cost of the battery.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Batterie für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit der die Batteriezellen innerhalb eines Batteriegehäuses effizient gekühlt werden können und die preiswert herstellbar ist. It is an object of the invention to provide a battery for a motor vehicle with which the battery cells can be efficiently cooled within a battery housing and which can be produced inexpensively.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung angegeben, wobei jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann. Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, mit einem zur Aufnahme wenigstens einer Batteriezelle ausgebildeten Batteriegehäuse, das wenigstens ein erstes Seitenteil, ein zu dem ersten Seitenteil beabstandet ausgebildetes zweites Seitenteil, und ein zwischen dem ersten Seitenteil und dem zweiten Seitenteil erstreckendes Deckelteil aufweist, wobei das Deckelteil und die Seitenteile parallel zu einer Längsrichtung der Batterie angeordnet sind, einer zumindest abschnittsweise auf dem Batteriegehäuse aufgesetzten Kühlkanaleinrichtung, die einen eine Ansaugöffnung aufweisenden Ansaugabschnitt, zwei mit dem Ansaugabschnitt strömungstechnisch verbundene und zu den Seitenteilen zumindest abschnittsweise parallel angeordnete Seitenkühlungsabschnitte, einen mit den Seitenkühlungsabschnitten strömungstechnisch verbundenen und zumindest teilweise zu dem Deckelteil parallel angeordneten Deckelkühlungsabschnitt, und einen in und/oder an den Deckelkühlungsabschnitt strömungstechnisch angebundenen Lüfter mit einer Auslassöffnung zum Ansaugen und Ausblasen von Umgebungsluft, wobei die über die Ansaugöffnung angesaugte Umgebungsluft parallel zum Deckelteil bis zur Mitte der Batterie, bezogen auf dessen Längsrichtung, führbar ist, in die Seitenkühlungsabschnitte überführbar ist, in den Seitenkühlungsabschnitten in Richtung der axialen Enden der Batterie umlenkbar ist, und von den axialen Enden in den Deckelkühlungsabschnitt überführbar und über die Auslassöffnung des Lüfters ausblasbar ist. This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred developments of the invention are specified in the dependent claims and the following description, with each feature being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination. The invention relates to a battery for a motor vehicle, with a battery housing designed to accommodate at least one battery cell, which has at least a first side part, a second side part designed at a distance from the first side part, and a cover part extending between the first side part and the second side part, wherein the cover part and the side parts are arranged parallel to a longitudinal direction of the battery, a cooling channel device which is placed at least in sections on the battery housing and has an intake section with an intake opening, two side cooling sections which are fluidically connected to the intake section and are arranged parallel to the side parts at least in sections, one with the side cooling sections fluidically connected and at least partially arranged parallel to the lid part cover cooling section, and a fluidically in and / or on the cover cooling section attached fan with an outlet opening for sucking in and blowing out ambient air, wherein the ambient air sucked in via the intake opening can be guided parallel to the cover part up to the center of the battery, in relation to its longitudinal direction, can be transferred into the side cooling sections, in the side cooling sections in the direction of the axial ends of the battery can be deflected and can be transferred from the axial ends into the cover cooling section and blown out via the outlet opening of the fan.
Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Batterie für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Die Batterie liefert Energie bzw. Strom zum Antreiben des Kraftfahrzeugs. In other words, it is an aspect of the present invention to provide a battery for a motor vehicle. The motor vehicle is preferably an at least partially, preferably fully, electrically powered vehicle. The battery supplies energy or current for driving the motor vehicle.
Die Batterie weist ein Batteriegehäuse auf, das zur Aufnahme wenigstens einer Batteriezelle ausgebildet ist. In der Regel sind eine Mehrzahl von Batteriezellen innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die Batteriezellen sind vorzugsweise prismatische Batteriezellen und/oder Pouchzellen. The battery has a battery housing which is designed to accommodate at least one battery cell. As a rule, a plurality of battery cells are arranged within the housing. The battery cells are preferably prismatic battery cells and/or pouch cells.
Das Batteriegehäuse weist wenigstens ein erstes Seitenteil, ein zu dem ersten Seitenteil beabstandet ausgebildetes zweites Seitenteil, und ein zwischen dem ersten Seitenteil und dem zweiten Seitenteil erstreckendes Deckelteil auf. Das Deckelteil ist vorzugsweise zwischen den beiden Seitenteilen angeordnet. Es ist denkbar, dass das Deckelteil und die Seitenteile miteinander stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sind. Das Deckelteil und die beiden Seitenteile erstrecken sich in einer Längsrichtung der Batterie. Die Seitenteile sind gegenüberliegend voneinander angeordnet. The battery case has at least a first side part, a spaced apart from the first side part trained second side part, and between the first side part and the second side part extending cover part. The cover part is preferably arranged between the two side parts. It is conceivable that the cover part and the side parts are connected to one another with a material fit, a form fit and/or a force fit. The lid part and both side parts extend in a longitudinal direction of the battery. The side parts are arranged opposite one another.
Auf dem Batteriegehäuse ist eine Kühlkanaleinrichtung zumindest abschnittsweise aufgesetzt. Die Kühlkanaleinrichtung ist dazu eingerichtet über eine Ansaugöffnung Umgebungsluft anzusaugen und über eine Auslassöffnung die angesaugte Umgebungsluft wieder abzugeben. Dabei ist vorgesehen, dass die Kühlkanaleinrichtung einen die Ansaugöffnung aufweisenden Ansaugabschnitt aufweist. An den Ansaugabschnitt sind zwei Seitenkühlungsabschnitte strömungstechnisch angebunden. Die Seitenkühlungsabschnitte verlaufen parallel zu den Seitenteilen bzw. sind auf den Seitenteilen angeordnet. Mit anderen Worten ist auf dem ersten Seitenteil ein erster Seitenkühlungsabschnitt und auf dem zweiten Seitenteil ein zweiter Seitenkühlungsabschnitt angeordnet. Mit den beiden Seitenkühlungsabschnitten ist ein Deckelkühlungsabschnitt strömungstechnisch verbunden. Der Deckelkühlungsabschnitt verläuft zumindest teilweise parallel zum Deckelteil. In dem Deckelkühlungsabschnitt bzw. an den Deckelkühlungsabschnitt ist ein Lüfter strömungstechnisch angebunden. Der Lüfter weist vorzugsweise die Auslassöffnung auf. Der Lüfter ist dazu eingerichtet, in dessen Betrieb, Umgebungsluft über die Ansaugöffnung des Ansaugabschnitts anzusaugen. Die angesaugte Umgebungsluft wird innerhalb des Ansaugabschnitts parallel zum Deckelteil bis zur Mitte der Batterie, bezogen auf dessen Längsrichtung, geführt und in die Seitenkühlungsabschnitte umgeleitet. In den Seitenkühlungsabschnitten wird die Umgebungsluft in Richtung der axialen Enden der Batterie umgelenkt. Ausgehend von den axialen Enden wird die angesaugte Umgebungsluft in den Deckelkühlungsabschnitt überführt und zumindest abschnittsweise entlang des Deckelteils geführt und letztendlich über die Auslassöffnung des Lüfters ausgeblasen. Die Kühlkanaleinrichtung ist von außen auf das Batteriegehäuse aufgesetzt und somit als adaptive Lüftungseinrichtung ausgebildet. Änderungen von Komponenten innerhalb des Batteriegehäuses haben somit keinen nennenswerten Einfluss auf die von außen auf das Batteriegehäuse aufgesetzte Kühleinrichtung. Durch die adaptive Kühlkanaleinrichtung kann der Kühlkanal in einfacher und preiswerter Weise auf dem Batteriegehäuse angeordnet werden. Die angesaugte Umgebungsluft wird über die Ansaugöffnung bis zur Mitte der Batterie, bezogen auf dessen Längsrichtung geführt und in die Seitenteile umgeleitet. In der Mitte der Batterie ist die größte Wärmeentwicklung der Batteriezellen, so dass die kühle Umgebungsluft als erstes den Hotspot bzw. den wärmsten Punkt der Batterie kühlen kann. Im Anschluss wird die angesaugte Umgebungsluft zu den axialen Enden geführt, wo in der Regel die geringste Temperaturentwicklung innerhalb der Batterie vorzufinden ist. Anschließend wird die Luft in den Deckelkühlungsabschnitt überführt und zumindest abschnittsweise entlang des Deckelteils geführt, um die Batterie im oberen Bereich zu kühlen. Über den Lüfter wird die erwärmte Umgebungsluft dann ausgeblasen. Durch die erfindungsgemäße Luftführung des adaptiven Kühlkanals kann ein reduzierter bzw. geringer Temperaturgradient innerhalb der Batterie erzielt werden, so dass die Batterie effizient gekühlt und eine erhöhte Performance aufweisen kann. A cooling channel device is placed at least in sections on the battery housing. The cooling channel device is set up to suck in ambient air via an intake opening and to release the ambient air sucked in again via an outlet opening. It is provided that the cooling channel device has a suction section having the suction opening. Two side cooling sections are fluidically connected to the intake section. The side cooling sections run parallel to the side parts or are arranged on the side parts. In other words, a first side cooling section is arranged on the first side part and a second side cooling section is arranged on the second side part. A cover cooling section is fluidically connected to the two side cooling sections. The cover cooling section runs at least partially parallel to the cover part. A fan is fluidically connected in the cover cooling section or to the cover cooling section. The fan preferably has the outlet opening. The fan is set up to suck in ambient air via the intake opening of the intake section during its operation. The ambient air drawn in is guided within the intake section parallel to the cover part up to the middle of the battery, in relation to its longitudinal direction, and diverted into the side cooling sections. In the side cooling sections, the ambient air is deflected in the direction of the axial ends of the battery. Starting from the axial ends, the ambient air that is sucked in is transferred into the cover cooling section and guided at least in sections along the cover part and finally blown out via the outlet opening of the fan. The cooling channel device is placed on the battery housing from the outside and is therefore designed as an adaptive ventilation device. There are therefore no changes to components within the battery housing significant influence on the cooling device mounted on the battery housing from the outside. Due to the adaptive cooling channel device, the cooling channel can be arranged on the battery housing in a simple and inexpensive manner. The ambient air drawn in is routed via the intake opening to the center of the battery, in relation to its longitudinal direction, and diverted to the side panels. In the middle of the battery, the battery cells develop the greatest amount of heat, so that the cool ambient air can cool the hotspot or the warmest point of the battery first. The ambient air that is drawn in is then routed to the axial ends, where the lowest temperature development within the battery can usually be found. The air is then transferred to the cover cooling section and guided at least in sections along the cover part in order to cool the battery in the upper area. The heated ambient air is then blown out via the fan. The air routing of the adaptive cooling channel according to the invention allows a reduced or low temperature gradient to be achieved within the battery, so that the battery can be efficiently cooled and have increased performance.
Unter dem Begriff „strömungstechnische Anbindung“ und/oder strömungstechnische Verbindung“ ist eine mediendichte, insbesondere Luftdichte, Verbindung zu verstehen, so dass Luft, insbesondere Kühlluft und/oder Umgebungsluft, zwischen zwei Abschnitten der Kühlkanaleinrichtung strömen kann. The term “fluidic connection” and/or fluidic connection” means a media-tight, in particular air-tight, connection so that air, in particular cooling air and/or ambient air, can flow between two sections of the cooling channel device.
Der Begriffe „Mitte der Batterie“ bezieht sich auf die Längsrichtung der Batterie und nicht auf das körperliche Zentrum der Batterie. Ausgehend von der Mitte der Batterie, bezogen auf dessen Längsrichtung, umfasst der Begriff „Mitte der Batterie“ auch einen Bereich kleiner 20%, bezogen auf die Länge des Batteriegehäuses in Längsrichtung der Batterie, insbesondere einen Bereich kleiner 10%, bezogen auf die Länge des Batteriegehäuses in Längsrichtung der Batterie, der sich an die Mitte der Batterie hälftig in die axiale Richtung der Batterie erstreckt, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind. Mit anderen Worten, wenn das Batteriegehäuse eine Länge von 50cm in Längsrichtung der Batterie aufweist, umfasst die Mitte einen Bereich von vorzugsweise kleiner 10cm, besonderes bevorzugt von kleiner 5cm. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Seitenteile auf einer der Batteriezelle abgewandten Seite eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweisen, die in die Seitenkühlungsabschnitte hineinragen. Mit anderen Worten weisen die Seitenteile eine Kühlungsstruktur in Form von Kühlrippen auf. Über diese Kühlungsstruktur kann eine gleichmäßige und auch aufgrund der Oberflächenvergrößerung erhöhte Wärmeabfuhr ermöglicht werden. Die Seitenkühlungsabschnitte sind schalenförmig ausgebildet, so dass diese die Kühlrippen der Seitenteile umschließen können. Somit kann die angesaugt Umgebungsluft die Kühlrippen innerhalb der Seitenkühlungsabschnitte umströmen. Besonders bevorzugt sind die Seitenkühlungsabschnitte luftdicht mit den Seitenteilen verbunden. Die luftdichte Ausbildung bzw. Verbindung zwischen dem Seitenteil und dem Seitenkühlungsabschnitt kann vorzugsweise übereine adhäsive Verbindung, insbesondere eine Klebeverbindung, erfolgen. Über die in die Seitenkühlungsabschnitte hineinragenden Kühlrippen der Seitenteile kann die Kühlwirkung zur Kühlung der Batterie erhöht werden. The term "center of the battery" refers to the longitudinal direction of the battery and not to the physical center of the battery. Starting from the center of the battery, in relation to its longitudinal direction, the term "centre of the battery" also includes an area of less than 20%, based on the length of the battery housing in the longitudinal direction of the battery, in particular an area of less than 10%, based on the length of the Battery case in the longitudinal direction of the battery, which extends halfway to the center of the battery in the axial direction of the battery, the boundaries being included. In other words, if the battery case has a length of 50 cm in the longitudinal direction of the battery, the center includes an area of preferably less than 10 cm, particularly preferably less than 5 cm. An advantageous development of the invention lies in the fact that the side parts have a plurality of cooling ribs on a side facing away from the battery cell, which protrude into the side cooling sections. In other words, the side parts have a cooling structure in the form of cooling ribs. This cooling structure makes it possible to dissipate heat evenly and also increased due to the increase in surface area. The side cooling sections are shell-shaped so that they can enclose the cooling fins of the side parts. The ambient air that is sucked in can thus flow around the cooling fins within the side cooling sections. The side cooling sections are particularly preferably connected to the side parts in an airtight manner. The airtight design or connection between the side part and the side cooling section can preferably be achieved by means of an adhesive connection, in particular a glued connection. The cooling effect for cooling the battery can be increased via the cooling ribs of the side parts projecting into the side cooling sections.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Deckelteil eine Ausnehmung zur Durchführung eines Kühlkörpers ausgebildet ist, und der Kühlkörper zumindest abschnittsweise in den Deckelkühlungsabschnitt hineinragt. Innerhalb des Batteriegehäuses und unterhalb des Deckelteils ist das Batteriemanagementsystem und die entsprechende Elektronik dafür angeordnet und/oder ausgebildet. Der Kühlkörper ist Bestandteil der Elektronik des Batteriemanagementsystems. Die Elektronik des Batteriemanagementsystems sollte gekühlt werden können, damit diese bei einer erhöhten Wärmeentwicklung innerhalb der Batterie nicht ausfällt. Durch die Einbindung des Kühlkörpers der Elektronik des Batteriemanagementsystems in den Deckelkühlungsabschnitt wird ein Lüftungssystem für die Batterie bereitgestellt, bei dem die Kühlung des Batteriemanagementsystems in die Kühlung der Batteriezellen integriert ist. Somit können mit nur einem Kühlkreislauf die Batteriezellen und das Batteriemanagementsystem, bzw. dessen Elektronik, gekühlt werden. Auf diese Weise können die Kosten, der Bauraum und/oder das Gewicht der Batterie reduziert werden. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Deckelkühlungsabschnitt zumindest abschnittsweise zwischen dem Deckelteil und dem Ansaugabschnitt angeordnet und/oder ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die über den Ansaugabschnitt angesaugte Umgebungsluft in einen ersten Schritt bis zur Mitte der Batterie, bezogen auf dessen Längsrichtung, geführt werden, ohne dass die Umgebungsluft unmittelbar an den Deckelteil vorbeigeführt wird und somit schon eine nennenswerte Erwärmung erfährt. Die kühle Umgebungsluft kann somit unmittelbar der Mitte der Batterie zugeführt werden, so dass eine erhöhte Kühlung des Hotspots bewirkt werden kann. Auf diese Weise kann der Temperaturgradient innerhalb der Batterie reduziert werden. In a preferred development of the invention, it is provided that a recess for the passage of a heat sink is formed in the cover part, and the heat sink protrudes at least in sections into the cover cooling section. The battery management system and the corresponding electronics are arranged and/or designed within the battery housing and below the cover part. The heat sink is part of the electronics of the battery management system. The electronics of the battery management system should be able to be cooled so that they do not fail if there is increased heat generation within the battery. Integrating the heat sink of the electronics of the battery management system into the cover cooling section provides a ventilation system for the battery, in which the cooling of the battery management system is integrated into the cooling of the battery cells. The battery cells and the battery management system and its electronics can thus be cooled with just one cooling circuit. In this way, the costs, the installation space and/or the weight of the battery can be reduced. In a preferred development of the invention, it is provided that the cover cooling section is arranged and/or formed at least in sections between the cover part and the suction section. In this way, the ambient air sucked in via the intake section can be guided in a first step to the center of the battery, in relation to its longitudinal direction, without the ambient air being guided directly past the cover part and thus already experiencing significant heating. The cool ambient air can thus be fed directly to the middle of the battery, so that increased cooling of the hotspot can be brought about. In this way, the temperature gradient within the battery can be reduced.
Grundsätzlich ist denkbar, dass der Ansaugabschnitt, die Seitenkühlungsabschnitte und der Deckelkühlungsabschnitt als ein Teil ausgebildet sind. Auf diese Weise können die Schnittstellen zwischen den jeweiligen Teilen der Kühlkanaleinrichtung reduziert werden. Somit kann auch die Dichtwirkung der Kühlkanaleinrichtung erhöht werden, da Schnittstellen zwischen den einzelnen Teilen der Kühlkanaleinrichtung reduziert sind. In principle, it is conceivable that the intake section, the side cooling sections and the cover cooling section are designed as one part. In this way, the interfaces between the respective parts of the cooling channel device can be reduced. The sealing effect of the cooling channel device can thus also be increased since interfaces between the individual parts of the cooling channel device are reduced.
Alternativ dazu liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Kühlkanaleinrichtung mehrteilig ausgebildet ist. Die Mehrteiligkeit impliziert, dass beispielsweise sowohl der Ansaugabschnitt, die Seitenkühlungsabschnitte, der Deckelkühlungsabschnitt und auch der Lüfter jeweils getrennt voneinander ausgebildet sind. Denkbar ist jedoch auch, dass der Ansaugabschnitt und die Seitenkühlungsabschnitte als ein Teil ausgebildet sind, und der Deckelkühlungsabschnitt und der Lüfter jeweils getrennt als Einzelteil ausgebildet sind. Ebenso ist denkbar, dass der Deckelkühlungsabschnitt und die Seitenteile als ein Teil ausgebildet sind, wobei der Ansaugabschnitt und der Lüfter als jeweils einzelnes Teil ausgebildet sind. Durch die Mehrteiligkeit der Kühlkanaleinrichtung kann die Montage des Kühlkanals vereinfacht werden, wodurch die Herstellungskosten reduziert sein können. Grundsätzlich ist vorgesehen, dass die Seitenteile eine erhöhte thermische Leitfähigkeit aufweisen, so dass diese die innerhalb des Batteriegehäuses erzeugte Wärme schnell und effizient nach außen abführen können. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Seitenteile zumindest abschnittsweise aus einem Metall, insbesondere aus einem Aluminium, ausgebildet sind. Auf diese Weise kann die Kühlwirkung der Batterie erhöht werden. Zudem können über die Seitenteile, wenn diese aus einem Material ausgebildet sind, das eine erhöhte Zugfestigkeit aufweisen, eine Vorspannung der zwischen den Seitenteilen angeordneten Batteriezellen ermöglicht werden. Die Ausbildung der Seitenteile aus einem Aluminium hat zudem den Vorteil, dass die Batterie bzw. das Batteriegehäuse ein reduziertes Gewicht aufweisen kann. As an alternative to this, an advantageous development of the invention lies in the fact that the cooling channel device is designed in multiple parts. The multi-part design implies that, for example, the intake section, the side cooling sections, the cover cooling section and also the fan are each designed separately from one another. However, it is also conceivable that the intake section and the side cooling sections are formed as one part, and the cover cooling section and the fan are each formed separately as an individual part. It is also conceivable that the cover cooling section and the side parts are designed as one part, with the intake section and the fan each being designed as a single part. Due to the fact that the cooling channel device consists of several parts, the assembly of the cooling channel can be simplified, as a result of which the production costs can be reduced. In principle, it is provided that the side parts have increased thermal conductivity, so that they can dissipate the heat generated within the battery housing to the outside quickly and efficiently. An advantageous development of the invention lies in the fact that the side parts are made of a metal, in particular aluminum, at least in sections. In this way, the cooling effect of the battery can be increased. In addition, if the side parts are made of a material that has increased tensile strength, the battery cells arranged between the side parts can be prestressed. The formation of the side parts from aluminum also has the advantage that the battery or the battery housing can have a reduced weight.
Grundsätzlich kann die Ansaugöffnung derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass eine Umgebungsluft über die Ansaugöffnung in den Ansaugabschnitt einführbar ist. In principle, the suction opening can be arranged and/or designed in such a way that ambient air can be introduced into the suction section via the suction opening.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Ansaugöffnung parallel zur Längsrichtung der Batterie ausgerichtet ist. Mit anderen Worten kann auf diese Weise Umgebungsluft in Längsrichtung der Batterie über die Ansaugöffnung angesaugt und in den Ansaugabschnitt eingeleitet werden. Dies kann vorteilhaft für die Höhe der Batterie sein. Provision is advantageously made for the intake opening to be aligned parallel to the longitudinal direction of the battery. In other words, in this way ambient air can be sucked in in the longitudinal direction of the battery via the intake opening and introduced into the intake section. This can be advantageous for the height of the battery.
Alternativ dazu liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Ansaugöffnung senkrecht zur Längsrichtung der Batterie ausgerichtet ist. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn in axialer Richtung der Batterie beengte Verhältnisse vorliegen. As an alternative to this, an advantageous development of the invention lies in the fact that the suction opening is aligned perpendicularly to the longitudinal direction of the battery. This can be advantageous, for example, when conditions are cramped in the axial direction of the battery.
Die Auslassöffnung kann vorzugsweise parallel zur Längsrichtung der Batterie ausgerichtet sein. Eine derartige Anordnung ist vorteilhaft, wenn die erwärmte Luft bzw. Umgebungsluft in axialer Richtung der Batterie abgeführt werden kann. Auf diese Weise können vorzugsweise flache Batterien mit einer entsprechenden Kühleinrichtung bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann dies ebenso für Batterien sein, bei denen oberhalb der Batterie beengte Verhältnisse vorliegen, so dass die Umgebungsluft beispielsweise nicht senkrecht zur Längsrichtung der Batterie ausgeblasen werden kann. The outlet opening can preferably be aligned parallel to the longitudinal direction of the battery. Such an arrangement is advantageous if the heated air or ambient air can be discharged in the axial direction of the battery. In this way, preferably flat batteries can be provided with a corresponding cooling device. This can also be advantageous for batteries in which there are cramped conditions above the battery, so that the Ambient air can not be blown out perpendicular to the longitudinal direction of the battery, for example.
Alternativ dazu liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Auslassöffnung im Lüfter senkrecht zur Längsrichtung der Batterie ausgerichtet ist. Dies ist kann dann vorteilhaft sein, wenn in axialer Richtung der Batterie beengte Verhältnisse vorliegen. As an alternative to this, an advantageous development of the invention lies in the fact that the outlet opening in the fan is aligned perpendicular to the longitudinal direction of the battery. This can be advantageous when there are cramped conditions in the axial direction of the battery.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ansaugöffnung und die Auslassöffnung einander abgewandt ausgerichtet sind. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die bereits über die Auslassöffnung ausgestoßene und erwärmte Umgebungsluft direkt, bzw. unmittelbar erneut über die Ansaugöffnung angesaugt wird. Somit kann die Kühlwirkung der Batterie erhöht werden. In an advantageous development of the invention, it is provided that the suction opening and the outlet opening are oriented away from one another. In this way it can be avoided that the ambient air that has already been expelled and heated via the outlet opening is sucked in again directly or immediately via the suction opening. Thus, the cooling effect of the battery can be increased.
Grundsätzlich kann der Lüfter derart eingerichtet und/oder ausgebildet sein, dass dieser über die Ansaugöffnung Umgebungsluft ansaugen und über die Auslassöffnung die erwärmte Umgebungsluft ausblasen kann. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Lüfter ein Radiallüfter ist. Ein derart ausgebildeter Lüfter ist preiswert herstellbar und weist einen geringen Bauraum auf, so dass dieser in einfacher Weise in die Kühlkanaleinrichtung integriert werden kann. In principle, the fan can be set up and/or designed in such a way that it sucks in ambient air via the intake opening and can blow out the heated ambient air via the outlet opening. An advantageous development of the invention is that the fan is a radial fan. A fan designed in this way can be produced inexpensively and has a small installation space, so that it can be easily integrated into the cooling channel device.
Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Batterie. The invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Further features and advantages of the present invention result from the dependent claims and the following exemplary embodiment. The embodiment is not restrictive, but rather should be understood as an example. It is intended to enable those skilled in the art to carry out the invention. The applicant reserves the right to make individual and/or several of the features disclosed in the exemplary embodiment the subject of patent claims or to make such features into existing ones record patent claims. The embodiment is explained in more detail with reference to drawings.
In diesen zeigen: In these show:
Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht einer Batterie mit einerFig. 1 is a three-dimensional view of a battery with a
Kühlkanaleinrichtung, die in einer Explosionsdarstellung gezeigt ist, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Cooling duct assembly, shown in exploded view, according to the preferred embodiment of the invention;
Fig. 2 eine dreidimensionale Ansicht der Batterie mit der Kühlkanaleinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows a three-dimensional view of the battery with the cooling channel device according to the preferred exemplary embodiment of the invention.
In Figur 1 ist eine Batterie 10 gezeigt, die ein Batteriegehäuse 12 umfasst, wobei auf dem Batteriegehäuse 12 eine Kühlkanaleinrichtung 14 angeordnet ist. Die Kühlkanaleinrichtung 14 ist in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Das Batteriegehäuse 12 ist dazu eingerichtet und/oder ausgebildet, zumindest eine Batteriezelle (nicht dargestellt) zumindest teilweise zu umschließen. In der Regel sind in dem Batteriegehäuse 12 eine Mehrzahl von Batteriezellen angeordnet, wobei die Batteriezellen in einer Längsrichtung 16 der Batterie 10 hintereinander angeordnet sind. Die Batteriezellen sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise prismatische Batteriezellen. FIG. 1 shows a battery 10 which comprises a battery housing 12, a cooling channel device 14 being arranged on the battery housing 12. The cooling channel device 14 is shown in an exploded view. The battery housing 12 is set up and/or designed to at least partially enclose at least one battery cell (not shown). A plurality of battery cells are generally arranged in the battery housing 12 , the battery cells being arranged one behind the other in a longitudinal direction 16 of the battery 10 . In the present exemplary embodiment, the battery cells are preferably prismatic battery cells.
Das Batteriegehäuse 12 weist wenigstens ein erstes Seitenteil 18 und ein zu dem ersten Seitenteil 18 beabstandet ausgebildetes zweites Seitenteil 20 auf. Zwischen dem ersten Seitenteil 18 und dem zweiten Seitenteil 20 erstreckt sich ein Deckelteil 22. Das Deckelteil 22 und die beiden Seitenteile 18 und 20 sind zur Längsrichtung 16 der Batterie 10 parallel angeordnet. The battery housing 12 has at least a first side part 18 and a second side part 20 formed at a distance from the first side part 18 . A cover part 22 extends between the first side part 18 and the second side part 20. The cover part 22 and the two side parts 18 and 20 are arranged parallel to the longitudinal direction 16 of the battery 10.
Weiterhin ist ersichtlich, dass die Seitenteile 18, 20 auf einer der Batteriezelle abgewandten Seite eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweist. Über die Ausbildung der Kühlrippen wird die Außenfläche der Seitenteile 18, 20 vergrößert, so dass eine in dem Batteriegehäuse 12 entstehende Wärme durch die Batteriezellen effizient abgeführt werden kann. Die Seitenteile 18, 20 sind aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet. Aluminium ist ein guter Wärmeleiter und weist ein geringes Gewicht auf. Furthermore, it can be seen that the side parts 18, 20 have a plurality of cooling ribs on a side facing away from the battery cell. The outer surface of the side parts 18, 20 is enlarged by the formation of the cooling fins, so that heat generated in the battery housing 12 can be dissipated efficiently through the battery cells. The side parts 18, 20 are made of a metal, in particular made of aluminum. Aluminum is a good conductor of heat and is lightweight.
Die Kühlkanaleinrichtung 14 weist einen Ansaugabschnitt 24 mit einer Ansaugöffnung 26 auf. An den Ansaugabschnitt 24 sind ein erster Seitenkühlungsabschnitt 28 und ein zweiter Seitenkühlungsabschnitt 30 strömungstechnisch angebunden. Der erste Seitenkühlungsabschnitt 28 wird auf das erste Seitenteil 18 angeordnet und der zweite Seitenkühlungsabschnitt 30 wird auf das zweiten Seitenteil 20 angeordnet. Der erste Seitenkühlungsabschnitt 28 und der zweite Seitenkühlungsabschnitt 30 sind strömungstechnisch mit einem Deckelkühlungsabschnitt 32 verbunden, wobei der Deckelkühlungsabschnitt 32 zumindest abschnittsweise parallel zum Deckelteil 22 angeordnet bzw. ausgebildet ist. In dem Deckelkühlungsabschnitt 32 ist eine Ausnehmung 34 angeordnet, auf die ein Lüfter 36 aufgesetzt wird. Der Lüfter 36 weist eine Auslassöffnung 38 auf. The cooling channel device 14 has an intake section 24 with an intake opening 26 . A first side cooling section 28 and a second side cooling section 30 are fluidically connected to the intake section 24 . The first side cooling section 28 is placed on the first side part 18 and the second side cooling section 30 is placed on the second side part 20 . The first side cooling section 28 and the second side cooling section 30 are fluidically connected to a cover cooling section 32 , the cover cooling section 32 being arranged or formed parallel to the cover part 22 at least in sections. In the cover cooling section 32 there is a recess 34 on which a fan 36 is placed. The fan 36 has an outlet opening 38 .
Auf dem Deckelteil 22 sind eine Mehrzahl von Befestigungselementen 39 angeordnet, auf die der Lüfter 36 aufgesteckt und befestigt werden kann. Die Befestigungselemente 39 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schraubelemente ausgebildet. In einem Gehäuse des Lüfters 36 sind entsprechende Bohrungen angeordnet. Zur Befestigung des Lüfters 36 greifen die Schraubelemente in die Bohrungen ein. Über eine auf die Schraubelemente aufschraubbare Mutter wird der Lüfter 36 lagesicher fixiert. A plurality of fastening elements 39 are arranged on the cover part 22, onto which the fan 36 can be plugged and fastened. The fastening elements 39 are designed as screw elements in the present exemplary embodiment. Corresponding bores are arranged in a housing of the fan 36 . To fasten the fan 36, the screw elements engage in the bores. The fan 36 is fixed in a secure position via a nut that can be screwed onto the screw elements.
Im Deckelteil 22 ist eine Ausnehmung 40 angeordnet, durch die ein Kühlkörper 42 einer Batterieelektronik geführt ist. Die Batterieelektronik gehört vorzugsweise zum Batteriemanagementsystem. Der Kühlkörper 42 ragt zumindest abschnittsweise in den Deckelkühlungsabschnitt 32 hinein. Auf diese Weise kann die Batterieelektronik bzw. das Batteriemanagementsystem der Batterie 10 über die Kühlkanaleinrichtung 14 mitgekühlt werden, so dass kein getrennter Kühlkreislauf für das Batteriemanagementsystem erforderlich ist. Somit können die Kosten der Batterie 10 reduziert werden. Ebenso können die Abmessungen und/oder das Gewicht der Batterie 10 reduziert werden, da kein zweiter getrennter Kühlkanal ausgebildet werden muss. In Figur 2 ist die aus Figur 1 bekannte Batterie 10 mit der darauf angeordneten Kühlkanaleinrichtung 14 gezeigt. Ferner ist die Luftführung innerhalb der Kühlkanaleinrichtung 14 schematisch dargestellt. Der Lüfter 36 ist dazu eingerichtet und ausgebildet über die Ansaugöffnung 26 des Ansaugabschnitts 24 Umgebungsluft 44 anzusaugen. Die Umgebungsluft 44 wird zunächst innerhalb des Ansaugabschnitts 24 parallel zur Längsrichtung 16 der Batterie 10 und parallel zum Deckelteil 22 des Batteriegehäuses 12 bis in etwa zur Mitte der Batterie 10, bezogen auf dessen Längsrichtung 16, geführt. Die Umgebungsluft 44 wird in die Seitenkühlungsabschnitte 28, 30 überführt und in den Seitenkühlungsabschnitten 28, 30 in Richtung der axialen Enden der Batterie 10 umgelenkt. Ausgehend von den axialen Enden 46 wird die Umgebungsluft 44 in den Deckelkühlungsabschnitt 32 überführt und entlang des Deckelteils 22 geführt. Die Umgebungsluft 44 tritt über den Lüfter 36 aus dem Deckelkühlungsabschnitt 32 aus und wird über die Auslassöffnung 38 in die Umgebung ausgeblasen. In the cover part 22 there is a recess 40 through which a heat sink 42 of battery electronics is guided. The battery electronics preferably belong to the battery management system. The heat sink 42 protrudes at least in sections into the cover cooling section 32 . In this way, the battery electronics or the battery management system of the battery 10 can also be cooled via the cooling channel device 14, so that no separate cooling circuit is required for the battery management system. Thus, the cost of the battery 10 can be reduced. Likewise, the dimensions and/or the weight of the battery 10 can be reduced since a second separate cooling channel does not have to be formed. FIG. 2 shows the battery 10 known from FIG. 1 with the cooling channel device 14 arranged thereon. Furthermore, the air routing within the cooling channel device 14 is shown schematically. The fan 36 is set up and designed to suck in ambient air 44 via the intake opening 26 of the intake section 24 . The ambient air 44 is first guided within the intake section 24 parallel to the longitudinal direction 16 of the battery 10 and parallel to the cover part 22 of the battery housing 12 to approximately the middle of the battery 10, based on its longitudinal direction 16. The ambient air 44 is transferred into the side cooling sections 28, 30 and deflected in the side cooling sections 28, 30 in the direction of the axial ends of the battery 10. Starting from the axial ends 46 , the ambient air 44 is transferred into the cover cooling section 32 and guided along the cover part 22 . The ambient air 44 exits the cover cooling section 32 via the fan 36 and is blown out into the environment via the outlet opening 38 .
Durch die Kühlkanaleinrichtung 14 wird demnach zunächst die angesaugte Umgebungsluft 44 bis zur Mitte der Batterie 10 geführt, um die Batterie 10 effizient zu kühlen. In der Regel entsteht in der Mitte der Batterie 10 die größte Wärme. Somit kann die angesaugte, kühlere Umgebungsluft 44 zunächst den Hotspot der Batterie 10 kühlen. Ausgehend davon wird die Umgebungsluft 44 innerhalb der Seitenkühlungsabschnitte 28, 30 zu den etwas kühleren axialen Enden 46 der Batterie 10 geführt und dann über den Deckelkühlungsabschnitt 32 dem Lüfter 36 zugeführt und letztendlich ausgeblasen. Durch die Luftführung kann der Temperaturgradient der Batterie 10 reduziert werden und somit die Performance der Batterie 10 erhöht werden. Bedingt dadurch, dass die Kühlkanaleinrichtung 14 von außen auf das Batteriegehäuse 12 aufgesetzt ist, kann die Kühlkanaleinrichtung 14 in einfacher Weise auf dem Batteriegehäuse 12 angeordnet werden, so dass eine preiswerte Möglichkeit zur Anordnung der Kühlkanaleinrichtung 14 auf dem Batteriegehäuse 12 bereitgestellt wird. The ambient air 44 that is sucked in is accordingly first guided through the cooling channel device 14 to the middle of the battery 10 in order to cool the battery 10 efficiently. As a rule, the greatest heat is generated in the middle of the battery 10 . In this way, the cooler ambient air 44 that is sucked in can initially cool the hotspot of the battery 10 . Based on this, the ambient air 44 is guided within the side cooling sections 28, 30 to the somewhat cooler axial ends 46 of the battery 10 and then fed to the fan 36 via the cover cooling section 32 and finally blown out. The temperature gradient of the battery 10 can be reduced by the air routing and the performance of the battery 10 can thus be increased. Due to the fact that the cooling duct device 14 is placed on the battery housing 12 from the outside, the cooling duct device 14 can be arranged on the battery housing 12 in a simple manner, so that an inexpensive possibility for arranging the cooling duct device 14 on the battery housing 12 is provided.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Batterie (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem zur Aufnahme wenigstens einer Batteriezelle ausgebildeten Batteriegehäuse (12), das wenigstens ein erstes Seitenteil (18), ein zu dem ersten Seitenteil (18) beabstandet ausgebildetes zweites Seitenteil (20), und ein zwischen dem ersten Seitenteil (18) und dem zweiten Seitenteil (20) erstreckendes Deckelteil (22) aufweist, wobei das Deckelteil (22) und die Seitenteile (18, 20) parallel zu einer Längsrichtung (16) der Batterie (10) angeordnet sind, einer zumindest abschnittsweise auf dem Batteriegehäuse (12) aufgesetzten Kühlkanaleinrichtung (14), die einen eine Ansaugöffnung (26) aufweisenden Ansaugabschnitt (24), zwei mit dem Ansaugabschnitt (24) strömungstechnisch verbundene und zu den Seitenteilen (18, 20) zumindest abschnittsweise parallel angeordnete Seitenkühlungsabschnitte (28, 30), einen mit den Seitenkühlungsabschnitten (28, 30) strömungstechnisch verbundenen und zumindest teilweise zu dem Deckelteil (22) parallel angeordneten Deckelkühlungsabschnitt (32), und einen in und/oder an den Deckelkühlungsabschnitt (32) strömungstechnisch angebundenen Lüfter (36) mit einer Auslassöffnung (38), der zum Ansaugen und Ausblasen von Umgebungsluft (44) ausgebildet ist, aufweist, wobei die über die Ansaugöffnung (26) angesaugte Umgebungsluft (44) parallel zum Deckelteil (22), bis zur Mitte der Batterie (10), bezogen auf dessen Längsrichtung (16), führbar ist, in die Seitenkühlungsabschnitte (28, 30) überführbar ist, in den Seitenkühlungsabschnitten (28, 30) in Richtung der axialen Enden (46) der Batterie (10) umlenkbar ist, und von den axialen Enden (46) in den Deckelkühlungsabschnitt (32) überführbar und über die Auslassöffnung (38) des Lüfters (36) ausblasbar ist. 1. Battery (10) for a motor vehicle, having a battery housing (12) designed to accommodate at least one battery cell, which has at least a first side part (18), a second side part (20) spaced apart from the first side part (18), and a has a cover part (22) extending between the first side part (18) and the second side part (20), the cover part (22) and the side parts (18, 20) being arranged parallel to a longitudinal direction (16) of the battery (10), a cooling channel device (14) placed at least in sections on the battery housing (12), which has an intake section (24) having an intake opening (26), two fluidically connected to the intake section (24) and arranged at least in sections parallel to the side parts (18, 20). Side cooling sections (28, 30), a fluidically connected to the side cooling sections (28, 30) and arranged at least partially parallel to the cover part (22) D cover cooling section (32), and a fan (36) which is fluidically connected in and/or to the cover cooling section (32) and has an outlet opening (38), which is designed for sucking in and blowing out ambient air (44), the air flowing through the suction opening (26) Ambient air (44) sucked in parallel to the cover part (22) can be guided up to the middle of the battery (10), in relation to its longitudinal direction (16), can be transferred into the side cooling sections (28, 30), in the side cooling sections ( 28, 30) in the direction of the axial ends (46) of the battery (10) and can be transferred from the axial ends (46) into the cover cooling section (32) and blown out via the outlet opening (38) of the fan (36).
2. Batterie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (18, 20) auf einer der Batteriezelle abgewandten Seite eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweisen, die in die Seitenkühlungsabschnitte (28, 30) hineinragen. 2. Battery according to claim 1, characterized in that the side parts (18, 20) on a side facing away from the battery cell have a plurality of cooling fins which protrude into the side cooling sections (28, 30).
3. Batterie nach Anspruchl oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Deckelteil (22) eine Ausnehmung (40) zur Durchführung eines Kühlkörpers (42) ausgebildet ist, und der Kühlkörper (42) zumindest abschnittsweise in den Deckelkühlungsabschnitt (32) hineinragt. 3. Battery according to claim 1 or 2, characterized in that in the cover part (22) is formed a recess (40) for the implementation of a heat sink (42). and the heat sink (42) protrudes at least in sections into the cover cooling section (32).
4. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelkühlungsabschnitt (32) zumindest abschnittsweise zwischen dem Deckelteil (22) und dem Ansaugabschnitt (24) angeordnet und/oder ausgebildet ist. 4. Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the cover cooling section (32) is arranged and/or formed at least in sections between the cover part (22) and the suction section (24).
5. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugabschnitt (24), die Seitenkühlungsabschnitte (28, 30), und der Deckelkühlungsabschnitt (32) als ein Teil ausgebildet sind. 5. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the intake section (24), the side cooling sections (28, 30), and the cover cooling section (32) are formed as one part.
6. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanaleinrichtung mehrteilig ausgebildet ist. 6. Battery according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling channel device is designed in several parts.
7. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (18, 20) zumindest abschnittsweise aus einem Metall, insbesondere aus einem Aluminium, ausgebildet sind. 7. Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the side parts (18, 20) are formed at least in sections from a metal, in particular from an aluminum.
8. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung (26) parallel zur Längsrichtung der Batterie ausgerichtet ist. 8. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the suction opening (26) is aligned parallel to the longitudinal direction of the battery.
9. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (38) im Lüfter (36) parallel zur Längsrichtung der Batterie ausgerichtet ist. 9. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening (38) in the fan (36) is aligned parallel to the longitudinal direction of the battery.
10. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung (26) und die Auslassöffnung (38) einander abgewandt ausgerichtet sind. 10. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the suction opening (26) and the outlet opening (38) are aligned facing away from each other.
11. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (36) ein Radial-Lüfter ist. 11. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the fan (36) is a radial fan.
12. Kraftfahrzeug mit einer Batterie (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche. 12. Motor vehicle with a battery (10) according to any one of the preceding claims.
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