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DE102008034887B4 - Cooling device for a battery and motor vehicle with a battery - Google Patents

Cooling device for a battery and motor vehicle with a battery

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DE102008034887B4
DE102008034887B4 DE102008034887.2A DE102008034887A DE102008034887B4 DE 102008034887 B4 DE102008034887 B4 DE 102008034887B4 DE 102008034887 A DE102008034887 A DE 102008034887A DE 102008034887 B4 DE102008034887 B4 DE 102008034887B4
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battery
cooling
motor vehicle
battery cells
plate
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Dr. Ing. Meintschel Jens
Dipl.-Ing. Ostertag Tobias
Dipl.-Ing. Dr. Schröter Dirk
Dipl.-Ing. Schulze Holger
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Mercedes Benz Group AG
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Publication date
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Abstract

Verfahren zum Kühlen einer Batterie (1) mit mehreren Batteriezellen (9) mittels einer Kühlvorrichtung mit einer mit einem Kühlmittel durchströmbaren und mit den Batteriezellen (9) wärmeleitend verbundenen Kühlplatte (7) und einem bedarfsweise zur Kühlung der Batterie (1) eingesetzten Luftkühler mit einer mit klimatisierter Luft und/oder Umgebungsluft beströmbaren Kühlfläche, wobei Trennelemente und Kontaktelemente zum bedarfsweisen thermischen Koppeln der Kühlfläche und der Batterieeinzelzellen (9) vorgesehen sind, wobei bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Kühlfläche gekoppelt wird, um Wärme von der Batterie (1) abzuleiten, und wobei bei hohen Umgebungstemperaturen die Kühlfläche entkoppelt wird, um die Batterie (1) alleine durch die Kühlplatte (7) zu kühlen.Method for cooling a battery (1) with a plurality of battery cells (9) by means of a cooling device with a cooling plate (7) through which a coolant can flow and which is thermally conductively connected to the battery cells (9), and with an air cooler which is used as needed to cool the battery (1) and has a cooling surface through which conditioned air and/or ambient air can flow, wherein separating elements and contact elements are provided for thermally coupling the cooling surface and the individual battery cells (9) as needed, wherein at low ambient temperatures the cooling surface is coupled in order to dissipate heat from the battery (1), and wherein at high ambient temperatures the cooling surface is decoupled in order to cool the battery (1) solely by means of the cooling plate (7).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen einer Batterie mit mehreren Batteriezellen und ein Kraftfahrzeug mit einer derart gekühlten Batterie.The invention relates to a method for cooling a battery with a plurality of battery cells and a motor vehicle with such a cooled battery.

Üblicherweise weist eine Batterie zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb oder Brennstoffzellen-Fahrzeugen, einen Zellblock aus mehreren elektrisch in Reihe und/oder parallel geschalteten Batteriezellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, auf.Typically, a battery for use in motor vehicles, in particular in motor vehicles with a hybrid drive or fuel cell vehicles, comprises a cell block made up of several battery cells, for example lithium-ion cells, electrically connected in series and/or in parallel.

Die Batteriezellen müssen gekühlt werden, um die entstehende Verlustwärme abzuführen. Dazu wird in der Regel eine Kühlung mittels eines Kühlmittelkreislaufs oder mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Zellen geleitet wird, eingesetzt.The battery cells must be cooled to dissipate the resulting heat loss. This is typically achieved by cooling them with a coolant circuit or by pre-cooled air that is directed between the cells.

Bei der aus Bauraumgründen bevorzugten Kühlung mittels eines Kühlmittelkreislaufs ist am Zellblock der Batterie häufig eine Kühlplatte mit wenigstens einem von einem Kühlmittel, beispielsweise einem Wasser-Glykol-Gemisch, durchströmten Kühlkanal angeordnet. Längs der Batteriezellen wird die Wärme entweder durch separate Kühlstäbe oder Kühlplatten oder durch Zellwände der Batteriezellen geleitet. Bei der Wärmeableitung durch die Zellwände sind diese beispielsweise metallisch ausgeführt und in einem oder mehreren Bereichen zur besseren Wärmeleitung aufgedickt.With cooling via a coolant circuit, which is preferred for space reasons, a cooling plate with at least one cooling channel through which a coolant, such as a water-glycol mixture, flows is often arranged on the battery cell block. Along the battery cells, the heat is dissipated either through separate cooling rods or cooling plates or through the cell walls of the battery cells. When heat is dissipated through the cell walls, these walls are, for example, made of metal and thickened in one or more areas for better heat conduction.

Nicht bekannt ist eine kostengünstige Kühlung bei niedrigen Außentemperaturen. Unter ca. 5°C verdampft das Kühlmittel in dem Kühlkreislauf nicht mehr in ausreichendem Maße. Für diesen Temperaturbereich wird daher ein Zusatzkühler benötigt. Dazu kann beispielsweise ein separater zweiter Kühlmittelkreislauf verwendet werden, der über einen Wärmetauscher (ein sogenannter Chiller) an den ersten Kühlmittelkreislauf gekoppelt und bedarfsweise zuschaltbar ist. Diese Lösung ist jedoch aufwändig und kostspielig.Cost-effective cooling at low outside temperatures is unknown. Below approximately 5°C, the coolant in the cooling circuit no longer evaporates sufficiently. Therefore, an additional cooler is required for this temperature range. For example, a separate second coolant circuit can be used, which is connected to the first coolant circuit via a heat exchanger (a so-called chiller) and can be switched on as needed. However, this solution is complex and expensive.

Aus DE 60 2005 003 395 T2 ist ein Elektrofahrzeug mit einem Motor als Antriebsquelle und einer Batterie zum Zuführen von Leistung zum Motor bekannt. Dabei ist die Batterie an einem vorderen Rahmen der Karosserie des Elektrofahrzeugs derart angebracht, dass eine Kühlfläche der Batterie direkt dem Fahrtwind ausgesetzt ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Batterie sieht dabei Kühlrippen an der Kühlfläche vor.Out of DE 60 2005 003 395 T2 An electric vehicle with a motor as the drive source and a battery for supplying power to the motor is known. The battery is mounted on a front frame of the electric vehicle's body in such a way that a cooling surface of the battery is directly exposed to the airflow. A preferred embodiment of the battery provides cooling fins on the cooling surface.

Die JP 2008 059 950 A beschreibt eine Batterie mit mehreren Batteriezellen. Dieses sind in einem Block zusammengefasst und stehen in wärmeleitendem Kontakt mit einer Kühlplatte. Parallel dazu kann die Kühlung auch über eine Luftkühlung erfolgen, wofür ein Luftstrom durch ein Gebläse gefördert wird. Sind die dadurch verursachten Geräuschemission zu hoch, wird ausschließlich über die Kühlplatte gekühlt.The JP 2008 059 950 A Describes a battery with multiple battery cells. These are combined in a block and are in heat-conducting contact with a cooling plate. Cooling can also be achieved via air cooling, for which an air flow is driven by a fan. If the resulting noise emissions are too high, cooling is performed exclusively via the cooling plate.

Die US 2005 / 0 074 666 A1 offenbart eine Kühlvorrichtung für eine Batterie. Diese umfasst einen Luftkühler, welcher bedarfsweise in thermischen Kontakt zu den Batterieeinzelzellen der Batterie gebracht werden kann.The US 2005 / 0 074 666 A1 discloses a cooling device for a battery. This device comprises an air cooler that can be brought into thermal contact with the individual battery cells as needed.

Zum weiteren Stand der Technik kann ferner auf die DE 10 2007 017 018 A1 verweisen werden.For further information on the state of the art, please refer to DE 10 2007 017 018 A1 will refer to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein kostengünstiges Kühlverfahren für eine Batterie mit einer von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlplatte anzugeben, die die Batteriezellen auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen ausreichend kühlt und insbesondere in einem Kraftfahrzeug verwendbar ist.The invention is based on the object of providing a cost-effective cooling method for a battery with a cooling plate through which a coolant can flow, which sufficiently cools the battery cells even at low ambient temperatures and is particularly suitable for use in a motor vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Kühlen einer Batterie mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und ein Kraftfahrzeug mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst.The object is achieved according to the invention by a method for cooling a battery having the features specified in claim 1 and a motor vehicle having the features specified in claim 4.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kühlung einer Batterie mit mehreren Batteriezellen nutzt eine mit einem Kühlmittel durchströmbare und mit den Batteriezellen wärmeleitend verbundene Kühlplatte und einen bedarfsweise zur Kühlung der Batterie einsetzbaren Luftkühler mit einer mit klimatisierter Luft und/oder Umgebungsluft beströmbaren Kühlfläche. Dabei sind Trennelemente und Kontaktelemente zum bedarfsweisen thermischen Koppeln der Kühlfläche und der Batterieeinzelzellen vorgesehen, wobei bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Kühlfläche gekoppelt wird, um Wärme von der Batterie abzuleiten, und wobei bei hohen Umgebungstemperaturen die Kühlfläche entkoppelt wird, um die Batterie alleine durch die Kühlplatte zu kühlen.The method according to the invention for cooling a battery with multiple battery cells utilizes a cooling plate through which a coolant can flow and which is thermally connected to the battery cells, and an air cooler that can be used as needed to cool the battery, with a cooling surface that can be exposed to conditioned air and/or ambient air. Separating elements and contact elements are provided for thermally coupling the cooling surface and the individual battery cells as needed. At low ambient temperatures, the cooling surface is coupled to dissipate heat from the battery, and at high ambient temperatures, the cooling surface is decoupled to cool the battery solely through the cooling plate.

Dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Kühlung der Batteriezellen durch den Luftkühler bei niedrigen Umgebungstemperaturen.This allows simple and cost-effective cooling of the battery cells by the air cooler at low ambient temperatures.

Ferner wird dadurch der Bauraumbedarf gegenüber einer Zusatzkühlung mittels eines separaten zweiten Kühlmittelkreislaufs erheblich reduziert.Furthermore, the installation space requirement is significantly reduced compared to additional cooling using a separate second coolant circuit.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Batterie mit mehreren Batteriezellen und einer Kühlvorrichtung für die Kühlung der Batterie mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Dabei ist der Luftkühler an einer dem Fahrtwind ausgesetzten Außenfläche des Kraftfahrzeugs angeordnet.The motor vehicle according to the invention has a battery with several battery cells and a cooling device for cooling the battery by means of the method according to the invention. The air cooler is arranged on an outer surface of the vehicle exposed to the wind.

Dies hat den Vorteil, dass der Fahrtwind zur Luftkühlung verwendet werden kann. Bei Kraftfahrzeugen, bei denen das die Kühlplatte durchströmende Kühlmittel durch eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs temperiert wird, ergibt sich als zusätzlicher Vorteil, dass die Klimaanlage in Betriebszuständen, in denen der Luftkühler zur Batteriekühlung beiträgt, entlastet wird.This has the advantage that the airflow can be used for air cooling. In vehicles where the coolant flowing through the cooling plate is controlled by the vehicle's air conditioning system, the additional advantage is that the air conditioning system is relieved of load during operating conditions in which the air cooler contributes to battery cooling.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

  • 1 eine Batterie mit einer Kühlvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
  • 2 eine Batterie mit einer Kühlvorrichtung in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
  • 3 eine Schnittdarstellung einer Batterie mit einer Kühlvorrichtung bei einer niedrigen Temperatur,
  • 4 eine Schnittdarstellung einer Batterie mit einer Kühlvorrichtung bei einer hohen Temperatur,
  • 5 eine Schnittdarstellung eines Teilbereiches einer Batterie mit einer Kühlvorrichtung bei einer hohen Temperatur,
  • 6 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie in einer Untersicht,
  • 7 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie in einer Seitenansicht, und
  • 8 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie in einer Rückansicht,
Further advantages, features, and details of the invention are described below using exemplary embodiments with reference to the drawings.
  • 1 a battery with a cooling device in a perspective view,
  • 2 a battery with a cooling device in a perspective exploded view,
  • 3 a sectional view of a battery with a cooling device at a low temperature,
  • 4 a sectional view of a battery with a cooling device at a high temperature,
  • 5 a sectional view of a portion of a battery with a cooling device at a high temperature,
  • 6 schematically a motor vehicle with a battery in a bottom view,
  • 7 schematically a motor vehicle with a battery in a side view, and
  • 8 schematically a motor vehicle with a battery in a rear view,

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference numerals in all figures.

1 und 2 zeigen eine Batterie 1 mit einer Kühlvorrichtung. Dabei zeigt 1 die Batterie in einer perspektivischen Darstellung und 2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Batterie 1. 1 and 2 show a battery 1 with a cooling device. 1 the battery in a perspective view and 2 shows a perspective exploded view of battery 1.

Die Batterie 1 weist ein Batteriegehäuse auf, welches aus einem Gehäuseunterteil 2, einem Gehäusemittelteil 3 und einem Gehäusedeckel 4 besteht. Das Gehäusemittelteil 3 ist an dem Gehäuseunterteil 2 und dem Gehäusedeckel 4 mittels Verbindungselementen 15, beispielsweise Schraub- oder Nietelementen, befestigbar. Alle drei Teile des Batteriegehäuses bestehen beispielsweise aus Aluminium.The battery 1 has a battery housing consisting of a lower housing part 2, a middle housing part 3, and a housing cover 4. The middle housing part 3 can be attached to the lower housing part 2 and the housing cover 4 by means of connecting elements 15, for example, screws or rivets. All three parts of the battery housing are made of aluminum, for example.

Die elektrischen Pole der Batterie 1 sind über eine elektrische Anschlusseinheit 16 aus dem Batteriegehäuse herausgeführt.The electrical poles of the battery 1 are led out of the battery housing via an electrical connection unit 16.

In dem Batteriegehäuse ist ein Zellverbund aus mehreren Batteriezellen 9 angeordnet. Dabei sind je zwei Batteriezellen 9 über einen Zellverbinder 17 elektrisch verbunden, welcher einen ersten Polkontakt 18 einer der Batteriezellen 9, beispielsweise deren Minuspol, mit einem zweiten Polkontakt 19 der anderen Batteriezelle 9, beispielsweise deren Pluspol, verbindet.A cell assembly comprising a plurality of battery cells 9 is arranged in the battery housing. Two battery cells 9 are electrically connected via a cell connector 17, which connects a first pole contact 18 of one of the battery cells 9, for example, its negative pole, to a second pole contact 19 of the other battery cell 9, for example, its positive pole.

Oberhalb des Zellverbundes ist eine elektronische Baueinheit 10 angeordnet, welche mit der elektrischen Anschlusseinheit 16 verbunden ist und beispielsweise elektronische Bauelemente der Zellspannungsüberwachung, der Batteriesteuerung und/oder Sicherungselemente kapselt.An electronic unit 10 is arranged above the cell assembly, which is connected to the electrical connection unit 16 and encapsulates, for example, electronic components for cell voltage monitoring, battery control and/or fuse elements.

Unterhalb des Zellverbundes ist eine Kühlplatte 7 angeordnet, die in ihrem Inneren einen nicht dargestellten Kühlkanal aufweist, welcher mit einem Kühlmittel durchströmbar ist. Die Kühlplatte 7 ist wärmeleitend mit den Batteriezellen 9 verbunden. Zur Ein- und Ableitung von Kühlmittel in den Kühlkanal hinein bzw. aus ihm heraus weist die Kühlplatte 7 eine Kühlmittelanschlusseinheit 8 auf.A cooling plate 7 is arranged beneath the cell assembly, which has a cooling channel (not shown) inside it, through which a coolant can flow. The cooling plate 7 is thermally connected to the battery cells 9. The cooling plate 7 has a coolant connection unit 8 for the introduction and removal of coolant into and from the cooling channel.

Der Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 ist als Luftkühler für die Batterie 1 ausgebildet. Dazu weist er an seiner Außenseite Kühlrippen 6 auf.The base 5 of the lower housing part 2 is designed as an air cooler for the battery 1. For this purpose, it has cooling fins 6 on its outer side.

Zwischen der Kühlplatte 7 und der Innenseite des Bodens 5 des Gehäuseunterteils 2 ist ein Wärmeleitblech 11 angeordnet, mittels dessen in unten anhand der 3 bis 5 näher beschriebener Weise ein wärmeleitender Kontakt zwischen dem Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 und der Kühlplatte 7 herstellbar ist.A heat conducting plate 11 is arranged between the cooling plate 7 and the inside of the base 5 of the housing base 2, by means of which the 3 to 5 In a manner described in more detail, a heat-conducting contact can be established between the base 5 of the lower housing part 2 and the cooling plate 7.

3 und 4 zeigen eine Schnittdarstellung der Batterie 1, wobei die Batterie 1 in 3 bei einer niedrigen Temperatur und in 4 bei einer hohen Temperatur gezeigt ist. 5 zeigt in größerem Detail einen Ausschnitt der in 4 gezeigten Schnittdarstellung. 3 and 4 show a sectional view of the battery 1, wherein the battery 1 is 3 at a low temperature and in 4 shown at a high temperature. 5 shows in greater detail a section of the 4 shown sectional view.

Das Wärmeleitblech 11 ist mittig an der Innenseite des Bodens 5 des Gehäuseunterteils 2 befestigt. Zu zwei sich gegenüber liegenden Seitenflächen des Gehäuseunterteils 2 hin ist das Wärmeleitblech 11 nach oben gebogen, so dass durch seine eigene Vorspannung seine nach oben gebogenen Randbereiche an der Kühlplatte 7 anliegen.The heat-conducting plate 11 is attached centrally to the inside of the base 5 of the housing base 2. The heat-conducting plate 11 is bent upwards toward two opposite side surfaces of the housing base 2, so that its upwardly bent edge regions rest against the cooling plate 7 due to its inherent prestress.

Zwischen den nach oben gebogenen Randbereichen des Wärmeleitbleches 11 und dem Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 sind U-förmige Bimetallelemente 12 angeordnet. Dabei sind ein erster Schenkel 12.1 jedes Bimetallelementes 12 an dem Wärmeleitblech 11 und der zweite Schenkel 12.2 an dem Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 befestigt.U-shaped bimetallic elements 12 are arranged between the upwardly bent edge areas of the heat conducting plate 11 and the base 5 of the housing lower part 2. A first The first leg 12.1 of each bimetallic element 12 is fastened to the heat conducting plate 11 and the second leg 12.2 is fastened to the bottom 5 of the lower housing part 2.

Die Außen- und Innenseiten der Bimetallelemente 12 bestehen aus verschiedenen Metallen, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient des Metalls der Außenseite größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Metalls der Innenseite ist. Beispielsweise ist das Metall der Außenseite Aluminium und das Metall der Innenseite ist Kupfer, oder das Metall der Außenseite ist Zink und das Metall der Innenseite ist Stahl.The outer and inner sides of the bimetallic elements 12 are made of different metals, with the thermal expansion coefficient of the outer metal being greater than the thermal expansion coefficient of the inner metal. For example, the outer metal is aluminum and the inner metal is copper, or the outer metal is zinc and the inner metal is steel.

Dadurch ziehen sich die Bimetallelemente 12 bei steigender Temperatur zusammen, so dass sich ihre Schenkel 12.1 und 12.2 aufeinander zu bewegen.As a result, the bimetallic elements 12 contract as the temperature increases, so that their legs 12.1 and 12.2 move towards each other.

Bei ausreichend hoher Temperatur übersteigt die Kraft, mit der sich die Bimetallelemente 12 zusammenziehen, die Kraft, mit der die Vorspannung des Wärmeleitbleches 11 dieses an die Kühlplatte 7 drückt, so dass die Bimetallelemente 12 das Wärmeleitblech 11 von der Kühlplatte 7 abheben. Das Wärmeleitblech 11 wird dabei elastisch verformt. Die Temperatur, bei der dieses geschieht, hängt von der Ausbildung der Bimetallelemente 12 und der Vorspannung des Wärmeleitbleches 11 ab und ist dadurch vorgebbar.At sufficiently high temperatures, the force with which the bimetallic elements 12 contract exceeds the force with which the prestress of the heat-conducting plate 11 presses it against the cooling plate 7, so that the bimetallic elements 12 lift the heat-conducting plate 11 from the cooling plate 7. The heat-conducting plate 11 is elastically deformed. The temperature at which this occurs depends on the design of the bimetallic elements 12 and the prestress of the heat-conducting plate 11 and is therefore predeterminable.

Das Wärmeleitblech 11 besteht vorzugsweise aus Aluminium und/oder Kupfer und kann zur Erhöhung seiner Nachgiebigkeit aus dünnen übereinander liegenden Einzelblechen aufgebaut sein.The heat conducting plate 11 is preferably made of aluminum and/or copper and can be constructed from thin, superimposed individual plates to increase its flexibility.

Vorzugsweise sind die Bimetallelemente 12 mittels Isolationshalterungen 13 mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit an dem Wärmeleitblech 11 befestigt. Dazu sind die Isolationshalterungen 13 an dem Wärmeleitblech 11 befestigt und weisen jeweils eine Tasche auf, in die der erste Schenkel 12.1 eines Bimetallelementes 12 einschiebbar ist.Preferably, the bimetallic elements 12 are attached to the heat-conducting plate 11 by means of insulation mounts 13 with low thermal conductivity. For this purpose, the insulation mounts 13 are attached to the heat-conducting plate 11 and each have a pocket into which the first leg 12.1 of a bimetallic element 12 can be inserted.

Auf diese Weise werden die Bimetallelemente 12 von dem Wärmeleitblech 11 thermisch isoliert, so dass ihre Temperatur im Wesentlichen von der Temperatur des Bodens 5 des Gehäuseunterteils 2 und damit von der Temperatur einer Umgebung der Batterie 1 bestimmt wird.In this way, the bimetallic elements 12 are thermally insulated from the heat conducting plate 11, so that their temperature is essentially determined by the temperature of the bottom 5 of the housing lower part 2 and thus by the temperature of an environment of the battery 1.

Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass das Wärmeleitblech 11 bei niedrigen Umgebungstemperaturen an der Kühlplatte 7 anliegt und Wärme von der Kühlplatte zu dem Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 leitet. Somit trägt der Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 bei niedrigen Umgebungstemperaturen zur Kühlung der Batteriezellen 9 über deren wärmeleitenden Kontakt mit der Kühlplatte 7 bei. Bei hohen Umgebungstemperaturen heben die Bimetallelemente 12 das Wärmeleitblech 11 von der Kühlplatte 7 ab und unterbinden dadurch einen thermischen Kontakt zwischen der Kühlplatte und dem Boden 5 des Gehäuseunterteils 2. Bei hohen Umgebungstemperaturen wird die Batterie somit allein durch die Kühlplatte 7 gekühlt.This advantageously ensures that the heat-conducting plate 11 rests against the cooling plate 7 at low ambient temperatures and conducts heat from the cooling plate to the base 5 of the lower housing part 2. Thus, at low ambient temperatures, the base 5 of the lower housing part 2 contributes to cooling the battery cells 9 via their heat-conducting contact with the cooling plate 7. At high ambient temperatures, the bimetallic elements 12 lift the heat-conducting plate 11 away from the cooling plate 7, thereby preventing thermal contact between the cooling plate and the base 5 of the lower housing part 2. At high ambient temperatures, the battery is thus cooled solely by the cooling plate 7.

Alternative Ausführungsbeispiele der Batterie 1 ergeben sich, indem die Bimetallelemente 12 durch andere Trennelemente ersetzt werden, mittels welcher das Wärmeleitblech 11 temperaturabhängig von der Kühlplatte 7 getrennt werden kann. Derartige alternative Trennelemente können beispielsweise aus so genannten Shape-Memory-Materialien bestehen oder die Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten oder Gasen ausnutzen.Alternative embodiments of the battery 1 arise by replacing the bimetallic elements 12 with other separating elements, by means of which the heat-conducting plate 11 can be separated from the cooling plate 7 depending on the temperature. Such alternative separating elements can, for example, consist of so-called shape-memory materials or utilize the thermal expansion of liquids or gases.

Die 6 bis 8 zeigen schematisch ein Kraftfahrzeug 14 mit einer gemäß der obigen Beschreibung ausgebildeten Batterie 1. Dabei ist das Kraftfahrzeug 14 in 6 in einer Untersicht, in 7 in einer Seitenansicht und in 8 in einer Rückansicht dargestellt. Die Batterie 1 ist im Heckbereich des Kraftfahrzeugs 14 unterhalb des Kofferraumes angeordnet, wobei der Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 mit den Kühlrippen 6 nach unten aus dem Boden des Kraftfahrzeugs herausragt und die Kühlrippen 6 entlang einer Längsachse des Kraftfahrzeugs 14 orientiert sind.The 6 to 8 show schematically a motor vehicle 14 with a battery 1 designed according to the above description. The motor vehicle 14 is in 6 in a soffit, in 7 in a side view and in 8 shown in a rear view. The battery 1 is arranged in the rear area of the motor vehicle 14 below the trunk, with the bottom 5 of the lower housing part 2 with the cooling fins 6 protruding downward from the floor of the motor vehicle, and the cooling fins 6 being oriented along a longitudinal axis of the motor vehicle 14.

Dadurch kann der Boden 5 des Gehäuseunterteils 2 vorteilhaft während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 14 durch den Fahrtwind gekühlt werden.As a result, the bottom 5 of the lower housing part 2 can advantageously be cooled by the airstream while the motor vehicle 14 is traveling.

Claims (5)

Verfahren zum Kühlen einer Batterie (1) mit mehreren Batteriezellen (9) mittels einer Kühlvorrichtung mit einer mit einem Kühlmittel durchströmbaren und mit den Batteriezellen (9) wärmeleitend verbundenen Kühlplatte (7) und einem bedarfsweise zur Kühlung der Batterie (1) eingesetzten Luftkühler mit einer mit klimatisierter Luft und/oder Umgebungsluft beströmbaren Kühlfläche, wobei Trennelemente und Kontaktelemente zum bedarfsweisen thermischen Koppeln der Kühlfläche und der Batterieeinzelzellen (9) vorgesehen sind, wobei bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Kühlfläche gekoppelt wird, um Wärme von der Batterie (1) abzuleiten, und wobei bei hohen Umgebungstemperaturen die Kühlfläche entkoppelt wird, um die Batterie (1) alleine durch die Kühlplatte (7) zu kühlen.Method for cooling a battery (1) with a plurality of battery cells (9) by means of a cooling device with a cooling plate (7) through which a coolant can flow and which is thermally conductively connected to the battery cells (9), and with an air cooler which is used as needed to cool the battery (1) and has a cooling surface through which conditioned air and/or ambient air can flow, wherein separating elements and contact elements are provided for thermally coupling the cooling surface and the individual battery cells (9) as needed, wherein at low ambient temperatures the cooling surface is coupled in order to dissipate heat from the battery (1), and wherein at high ambient temperatures the cooling surface is decoupled in order to cool the battery (1) solely by means of the cooling plate (7). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens eines der Kontaktelemente ein zwischen der Kühlfläche und der Kühlplatte (7) angeordnetes Wärmeleitblech (11) eingesetzt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a heat conducting plate (11) arranged between the cooling surface and the cooling plate (7) is used as at least one of the contact elements. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens eines der Trennelemente ein Bimetallelement (12) eingesetzt wird, das an einem ersten Ende an dem Wärmeleitblech (11) und an dem zweiten Ende an der Kühlfläche oder Kühlplatte (7) befestigt ist.Procedure according to Claim 2 , characterized in that a bimetallic element (12) is used as at least one of the separating elements, which is fastened at a first end to the heat conducting plate (11) and at the second end to the cooling surface or cooling plate (7). Kraftfahrzeug (14) mit einer Batterie (1) mit mehreren Batteriezellen (9) und einer Kühlvorrichtung zur Kühlung der Batterie (1) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkühler an einer dem Fahrtwind ausgesetzten Außenfläche des Kraftfahrzeugs (14) angeordnet ist.Motor vehicle (14) with a battery (1) with several battery cells (9) and a cooling device for cooling the battery (1) by means of a method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the air cooler is arranged on an outer surface of the motor vehicle (14) exposed to the airstream. Kraftfahrzeug (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkühler am Boden des Kraftfahrzeugs (14) in dessen Heckbereich angeordnet ist.Motor vehicle (14) according to Claim 4 , characterized in that the air cooler is arranged on the floor of the motor vehicle (14) in its rear area.
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