DE102023124211A1 - Coolant line component, energy storage device with such a coolant line component, and motor vehicle with such an energy storage device - Google Patents

Coolant line component, energy storage device with such a coolant line component, and motor vehicle with such an energy storage device Download PDF

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Abstract

Kühlmittelleitungsbauteil, insbesondere Kühlmittelverbinder für einen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, mit einem länglichen Bauteilkörper (10) mit einer Längsachse, an dem ein in Richtung der Längsachse laufender Leitungsabschnitt (11) zur Durchleitung eines Kühlfluids sowie wenigstens ein Deformationsabschnitt (12) mit einer für eine Deformation quer zur Längsachse ausgelegten Deformationsstruktur (13) ausgebildet ist.

Figure DE102023124211A1_0000
Coolant line component, in particular coolant connector for an energy storage device of a motor vehicle, comprising an elongated component body (10) with a longitudinal axis, on which a line section (11) running in the direction of the longitudinal axis for conducting a cooling fluid and at least one deformation section (12) with a deformation structure (13) designed for deformation transversely to the longitudinal axis is formed.
Figure DE102023124211A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlmittelleitungsbauteil, insbesondere einen Kühlmittelverbinder für einen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a coolant line component, in particular a coolant connector for an energy storage device of a motor vehicle.

Moderne Kraftfahrzeuge verfügen zunehmend über einen elektrischen Antrieb, Teil dessen ein entsprechend dimensionierte Energiespeicher ist. Ein solcher Energiespeicher weist üblicherweise einen Speicherrahmen auf, der zumindest zwei parallel zueinander angeordnete, an den Längsseiten vorgesehene Rahmenbauteilen umfasst, oder einen viereckig geschlossenen kompletten Rahmen, wobei in diesem Speicherrahmen eine entsprechende Vielzahl einzelner Speicherzellen vorgesehen sind. Die Speicherzellen sind zumeist paarweise über Zellverbinder zusammengeschaltet. Ein solcher Energiespeicher ist z.B. aus WO 2018/213383 A1 oder WO 2019/020772 A1 bekannt.Modern motor vehicles are increasingly equipped with electric drive systems, which include a correspondingly dimensioned energy storage device. Such an energy storage device typically comprises a storage frame comprising at least two parallel frame components located on the longitudinal sides, or a complete, square frame, in which a corresponding number of individual storage cells are provided. The storage cells are usually connected in pairs via cell connectors. Such an energy storage device is made, for example, of WO 2018/213383 A1 or WO 2019/020772 A1 known.

Da ein solcher Energiespeicher im Betrieb relativ warm wird, ist es erforderlich, ihn zu kühlen, wozu eine entsprechende Kühleinrichtung vorgesehen ist. Hierzu werden entsprechende Schläuche oder Rohre verlegt, in denen ein Kühlfluid strömen kann, das Wärme aufnimmt und abtransportiert. Diese Schläuche oder Rohre verlaufen regelmäßig im Bereich zwischen dem Speicherrahmen und den Speicherzellen, also beispielsweise entlang der beiden parallel zueinander verlaufenden, an den Längsseiten vorgesehenen Rahmenbauteile. Im Falle einer Seitenkollision ist dieser Bereich durch eine kollisionsbedingte Intrusionen gefährdet, weshalb im Bereich zwischen dem Speicherrahmen und den Speicherzellen zusätzlich Energie absorbierende Elemente vorgesehen sind, beispielsweise in Form eines Crashschaums, welche Elemente diesen Zwischenbereich ausfüllen und aussteifenden. D. h., dass dieser Bauraum für zwei unterschiedliche Funktionen genutzt wird, nämlich einerseits für die Führung der Schläuche oder Rohre, also der Kühlmittelleitung, und andererseits die Integration von Crashelementen. Da sich diese unterschiedlichen Bauteile natürlich nicht gegenseitig beeinflussen dürfen, ist bei der Integration entsprechend Rücksicht zu nehmen, eine optimale Ausnutzung des gegebenen Bauraum ist letztlich nicht möglich.Since such an energy storage device becomes relatively warm during operation, it must be cooled, for which a corresponding cooling system is provided. For this purpose, appropriate hoses or pipes are installed through which a cooling fluid can flow, absorbing and dissipating heat. These hoses or pipes regularly run in the area between the storage frame and the storage cells, for example along the two parallel frame components provided on the long sides. In the event of a side collision, this area is at risk from collision-related intrusions, which is why additional energy-absorbing elements are provided in the area between the storage frame and the storage cells, for example in the form of crash foam, which fill and stiffen this intermediate area. This means that this installation space is used for two different functions: on the one hand, for the routing of the hoses or pipes, i.e. the coolant line, and on the other hand, for the integration of crash elements. Since these different components must not influence each other, appropriate consideration must be given to the integration; optimal use of the available installation space is ultimately not possible.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Möglichkeit für eine verbesserte Nutzung eines solchen Bauraum anzugeben.The invention is based on the problem of providing a possibility for an improved use of such installation space.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein Kühlmittelleitungsbauteil, insbesondere ein Kühlmittelverbinder für einen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, mit einem länglichen Bauteilkörper mit einer Längsachse, an dem ein in Richtung der Längsachse laufender Leitungsabschnitt zur Durchleitung eines Kühlfluids sowie wenigstens ein Deformationsabschnitt mit einer für eine Deformation quer zur Längsachse ausgelegten Deformationsstruktur ausgebildet ist.To solve this problem, according to the invention, a coolant line component, in particular a coolant connector for an energy storage device of a motor vehicle, is provided, comprising an elongated component body with a longitudinal axis, on which a line section running in the direction of the longitudinal axis for conducting a cooling fluid and at least one deformation section with a deformation structure designed for deformation transverse to the longitudinal axis is formed.

Das erfindungsgemäße Kühlmittelleitungsbauteil ist ein multifunktionales Bauteil, das zwei Funktionen erfüllt. Es stellt einerseits ein Mittel dar, um beispielsweise bezogen auf das beschriebene Beispiel des Energiespeichers im Bereich zwischen dem Speicherrahmen und den Speicherzellen durch Integration dieses Kühlmittelleitungsbauteils einen Leitungsabschnitt, durch den das Kühlfluid geführt werden kann, bereitzustellen. Andererseits ist das Kühlmittelleitungsbauteil gleichzeitig auch als Deformationselement respektive Crashelement ausgeführt, nachdem es neben dem Leitungsabschnitt auch einen definierten Deformationsabschnitt aufweist, der im Falle eines Crashs, wenn also von der Seite her eine Kraft einwirkt, quer zur Längsachse deformiert werden kann. Hierzu weist der Deformationsabschnitt eine entsprechende Deformationsstruktur auf, die im Crashfall Energie absorbierend deformiert werden kann.The coolant line component according to the invention is a multifunctional component that fulfills two functions. On the one hand, it represents a means of providing, for example, with reference to the described example of the energy storage device in the area between the storage frame and the storage cells, a line section through which the cooling fluid can be guided by integrating this coolant line component. On the other hand, the coolant line component is simultaneously designed as a deformation element or crash element, since in addition to the line section, it also has a defined deformation section that can be deformed transversely to the longitudinal axis in the event of a crash, i.e. when a force acts from the side. For this purpose, the deformation section has a corresponding deformation structure that can be deformed to absorb energy in the event of a crash.

Mit der Integration eines oder mehrerer solcher Kühlmittelleitungsbauteile beispielsweise in den Bauraum zwischen dem Speicherrahmen und den Speicherzellen eines Energiespeichers kann demzufolge der gegebene Bauraum bestmöglich ausgenutzt werden. Denn mit dem Kühlmittelleitungsbauteil wird wie beschrieben einerseits der entsprechende Leitungsabschnitt zur Verfügung gestellt, andererseits auch die entsprechende Aussteifung dieses Bauraum sowie Integration eines Energie vernichtenden Deformationselements. Somit kann durch die Integration eines oder mehrerer solcher Bauteile auf einfache Weise sowohl die Kühlmittelleitung als auch ein Deformationsmittel integriert werden.By integrating one or more such coolant line components, for example, into the installation space between the storage frame and the storage cells of an energy storage device, the available installation space can be utilized as effectively as possible. As described above, the coolant line component provides the appropriate line section, as well as the corresponding stiffening of this installation space and the integration of an energy-dissipating deformation element. Thus, by integrating one or more such components, both the coolant line and a deformation element can be easily integrated.

Ausgehend von dem Beispiel des Energiespeichers ist es denkbar, nur ein langes Kühlmittelleitungsbauteil pro Seite zu integrieren, wobei an einer Seite beispielsweise die Kühlmittelzuleitung erfolgt, während an der anderen Seite die Kühlmittelableitung vorgenommen wird. Das Kühlmittel wird dem Kühlmittelleitungsbauteil zugeführt, es kann sich von diesem beispielsweise in entsprechende Kühlelemente, die im Bereich der Speicherzellen vorgesehen sind, verzweigen, von wo aus es wieder dem anderen Kühlmittelleitungsbauteil zugeführt und dort abgezogen wird. Alternativ können an jeder Seite natürlich auch mehrere Kühlmittelleitungsbauteile, die miteinander gekoppelt sind, vorgesehen werden, wobei auch aus diesem mehrteiligen Leitungsstrang entsprechende Kühlelemente zwischen den Speicherzellen versorgt werden können.Based on the example of the energy storage device, it is conceivable to integrate only one long coolant line component per side, with the coolant supply line, for example, being located on one side, while the coolant is drained off on the other. The coolant is supplied to the coolant line component; from there, it can branch off, for example, into corresponding cooling elements provided in the area of the storage cells, from where it is again supplied to the other coolant line component and withdrawn there. Alternatively, several coolant line components coupled to one another can of course be provided on each side, whereby corresponding cooling elements between the storage cells can also be supplied from this multi-part line strand.

Bevorzugt ist der Deformationsabschnitt benachbart zu dem Leitungsabschnitt angeordnet. In der Montagestellung, aus Richtung der Krafteinleitung gesehen, also von der Seite her horizontal und senkrecht zur Längsrichtung, ist der Deformationsabschnitt dem Leitungsabschnitt vorgelagert, d. h., dass es bei einer Krafteinleitung in jedem Fall zuerst zu einer Deformation des Deformationsabschnitts kommt, bevor eine Kraft auf den eigentlichen Leitungsabschnitt wirkt, der, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, auch in geeigneter Weise abgestützt sein kann.Preferably, the deformation section is arranged adjacent to the line section. In the assembly position, viewed from the direction of force introduction, i.e. horizontally from the side and perpendicular to the longitudinal direction, the deformation section is positioned in front of the line section, i.e. when a force is introduced, the deformation section is always deformed first before a force acts on the actual line section, which, as will be discussed below, can also be supported in a suitable manner.

Der Bauteilkörper selbst ist bevorzugt ein Hohlkörper mit einer oder mehreren Hohlkammern. Eine solche Hohlkammerstruktur führt dazu, dass das Kühlmittelleitungsbauteil entsprechend leicht ist, die Kammerstruktur hingegen verleiht dem Kühlmittelleitungsbauteil eine hinreichende Stabilität. Darüber hinaus eignet sich die eine oder, wenn vorgesehen, die mehreren Hohlkammern auch gut für die Integration des Leitungsabschnitt sowie der entsprechenden Deformationsstruktur, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, wie auch zusätzliche aussteifende Elemente in eine solche Hohlkammer integriert werden können, worauf ebenfalls noch eingegangen wird.The component body itself is preferably a hollow body with one or more hollow chambers. Such a hollow chamber structure results in the coolant line component being correspondingly lightweight, while the chamber structure provides the coolant line component with sufficient stability. Furthermore, the one or, if provided, the multiple hollow chambers are also well suited for integrating the line section and the corresponding deformation structure, which will be discussed below, as well as how additional stiffening elements can be integrated into such a hollow chamber, which will also be discussed below.

Wie beschrieben ist das Kühlmittelleitungsbauteil dadurch gekennzeichnet, dass es eine integrierte Deformationsstruktur aufweist. D. h., dass hierüber ein entsprechender Deformationsabschnitt ausgebildet wird. Dieser Deformationsabschnitt weist bevorzugt eine oder mehrere, an einer oder mehreren, eine Hohlkammer begrenzenden Kammerwänden vorgesehene Sollbruch- oder Sollknickstellen als Deformationsstruktur auf. Die eine oder die mehreren Kammerwände sind also mit entsprechenden Geometrien versehen oder ausgebildet, die als Sollbruchstellen oder Sollknickstellen fungieren, wenn eine externe Kraft einwirkt. Eine solche Sollbruch- oder Sollknickstelle kann beispielsweise über in die Kammerwände eingebrachte Vertiefungen und/oder Wanddickenveränderungen gebildet sein. Beispielsweise sind die Vertiefungen in Form von wellenförmigen oder ziehharmonikaartigen Strukturen oder Abschnitten ausgebildet. Wanddickenveränderungen können durch eine entsprechende lokale Verjüngung der Kammerwände gebildet sein. Alle diese, nicht abschließenden, Ausgestaltungsmöglichkeiten einer Sollbruch- oder Sollknickstelle erlauben eine gezielte lokale Deformation des Deformationsabschnitts, wenn eine externe Kraft einwirkt. Die entsprechenden Strukturen in Form der Vertiefungen oder Wanddickenveränderungen sind bevorzugt an einer oder mehreren, in der Montagestellung horizontal verlaufenden Wänden ausgebildet, sodass sich der Deformationsabschnitt, bezogen auf die Montagestellung, quasi horizontal zusammenschiebt, wenn eine horizontale Kraft bzw. eine eine horizontale Kraftkomponente aufweisende Kraft einwirkt. Denkbar ist auch eine zusätzliche Ausbildung an vertikalen Wänden, sofern erforderlich.As described, the coolant line component is characterized in that it has an integrated deformation structure. This means that a corresponding deformation section is formed thereon. This deformation section preferably has one or more predetermined breaking or bending points provided as a deformation structure on one or more chamber walls delimiting a hollow chamber. The one or more chamber walls are thus provided or formed with corresponding geometries that function as predetermined breaking or bending points when an external force acts. Such a predetermined breaking or bending point can be formed, for example, via depressions and/or wall thickness changes introduced into the chamber walls. For example, the depressions are designed in the form of wave-shaped or accordion-like structures or sections. Wall thickness changes can be formed by a corresponding local tapering of the chamber walls. All of these, non-exhaustive, design options for a predetermined breaking or bending point allow for targeted local deformation of the deformation section when an external force acts. The corresponding structures in the form of depressions or wall thickness variations are preferably formed on one or more walls that run horizontally in the assembly position, so that the deformation section collapses virtually horizontally relative to the assembly position when a horizontal force or a force with a horizontal force component acts. Additional formation on vertical walls is also conceivable, if necessary.

Wie einleitend beschrieben, weist das Kühlmittelleitungsbauteil neben dem Deformationsabschnitt auch einen Leitungsabschnitt auf. Dieser ist bevorzugt in der oder einer Hohlkammer aufgenommen und über mehrere Stege, die sich zu einer oder mehreren die Hohlkammer begrenzenden Kammerwänden erstrecken, abgestützt. Der Leitungsabschnitt läuft folglich im Inneren der Kammer. Über die Stege ist er hinreichend stabil an die Kammerwände angebunden und abgestützt, wobei die Abstützung natürlich insbesondere im Hinblick auf die Richtung der einwirkenden Kraft ausgelegt ist, um sicherzustellen, dass in einem solchen Fall der Leitungsabschnitt keine Kraft erfährt respektive sich nicht bewegt, sodass die hierüber gebildete Kühlmittelleitung stabil bleibt.As described in the introduction, in addition to the deformation section, the coolant line component also has a line section. This is preferably accommodated in the hollow chamber or a hollow chamber and supported by several webs that extend to one or more chamber walls bounding the hollow chamber. The line section thus runs inside the chamber. It is connected and supported to the chamber walls with sufficient stability via the webs, whereby the support is naturally designed particularly with regard to the direction of the acting force to ensure that in such a case, the line section is not subjected to any force or does not move, so that the coolant line formed thereby remains stable.

Dabei kann ein oder können mehrere Stege sich zu einer als Stützwand, über die das Kühlmittelbauteil in der Montagestellung bei Einwirken einer eine Deformation des Deformationsabschnitts erwirkenden Kraft an einem Drittgegenstand abgestützt ist, dienenden Kammerwand erstrecken. Wie beschrieben wird die Kraft bei einer Seitenkollision im wesentlichen horizontal ein, sodass sich das Kühlmittelleitungsbauteil mit einer vertikalen Kammerwand, die als Stützwand fungiert, an den benachbarten Speicherzellen abstützt. An ebendieser Stützwand sind nun der oder die Stege, die auch als Rippen bezeichnet werden können, und die mit dem Leitungsabschnitt verbunden sind, angebunden, d. h., dass der Leitungsabschnitt insbesondere an dieser Stützwand abgestützt ist. Die Steggeometrie richtet sich also zumindest zum Teil nach der Primärrichtung der im Kollisionsfall einwirkenden Kraft.One or more webs can extend to a chamber wall serving as a supporting wall, via which the coolant component is supported on a third object in the assembled position when a force causing deformation of the deformation section acts. As described, the force is applied essentially horizontally in the event of a side collision, so that the coolant line component is supported on the adjacent storage cells by a vertical chamber wall acting as a supporting wall. The web(s), which can also be referred to as ribs and which are connected to the line section, are now connected to this supporting wall, i.e. the line section is supported in particular on this supporting wall. The web geometry is therefore at least partially based on the primary direction of the force acting in the event of a collision.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die oder wenigstens eine der mehreren Hohlkammern zumindest abschnittsweise mit einem aussteifenden Material gefüllt ist. Wie beschrieben, bietet die Hohlkammerstruktur einerseits die Möglichkeit, das gesamte Bauteil leicht zu gestalten, gleichwohl aber hinreichend stabil. Andererseits bietet der Hohlraum aber natürlich auch Raum für die Integration zusätzlicher Gegenstände, wie im vorliegenden Fall eines aussteifenden Materials, mit dem eine oder mehrere Hohlkammern gefüllt werden können. Dieses aussteifende Material, das als zusätzliches Deformationsmittel wird, da es ebenfalls Energie vernichtend wirken kann, wenn eine Kraft einwirkt, ist beispielsweise ein ausgehärteter Schaum, der in die Hohlkammer eingespritzt wurde.In a further development of the invention, it can be provided that the hollow chamber or at least one of the plurality of hollow chambers is at least partially filled with a stiffening material. As described, the hollow chamber structure offers the possibility of designing the entire component to be lightweight, yet sufficiently stable. On the other hand, the cavity naturally also offers space for the integration of additional objects, such as, in the present case, a stiffening material with which one or more hollow chambers can be filled. This stiffening material, which acts as an additional deformation agent because it can also dissipate energy when a force is applied, is, for example, a cured foam that has been injected into the hollow chamber.

Wie beschrieben, stützt sich das Kühlmittelleitungsbauteil, horizontal gesehen, an den Speicherzellen ab. Die Speicherzellen selbst sind wie beschrieben beispielsweise über Zellverbinder miteinander zusammengeschaltet. Um eine bestmögliche Anlage bzw. Abstützung zu erreichen, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung vor, dass eine als Stützwand, über die das Kühlmittelbauteil in der Montagestellung bei Einwirken einer eine Deformation des Deformationsabschnitts erwirkenden Kraft an einem Drittgegenstand abgestützt ist, dienende Kammerwand mit einer Vertiefung zur Aufnahme eines am Drittgegenstand vorgesehenen Bauteils versehen ist. Diese Stützwand ist folglich entsprechend der Geometrie, die die Speicherzellenfront aufweist, geometrisch ausgelegt, sodass eine entsprechende Formanpassung vorliegt und das Kühlmittelleitungsbauteil sich bestmöglich an den Speicherzellen abstützen kann. Ein solches Bauteil kann z.B. ein Zellverbinder sein, der quasi formschlüssig oder formangepasst in der Vertiefung aufgenommen ist.As described, the coolant line component, viewed horizontally, is supported by the storage cells. The storage cells themselves are described, for example, interconnected via cell connectors. In order to achieve the best possible installation or support, a useful further development provides that a chamber wall serving as a support wall, via which the coolant component is supported on a third object in the assembled position upon the action of a force causing a deformation of the deformation section, is provided with a recess for receiving a component provided on the third object. This support wall is therefore geometrically designed according to the geometry of the storage cell front, so that there is a corresponding shape adaptation and the coolant line component can be supported on the storage cells in the best possible way. Such a component can, for example, be a cell connector, which is received in the recess in a quasi-form-fitting or shape-adapted manner.

In Weiterbildung der Erfindung kann ein oder können auch mehrere Verbindungsmittel für eine form- oder kraftschlüssige Verbindung mit einem oder mehreren Drittgegenständen in der Montagestellung vorgesehen sein. Diese Verbindungsmittel können beispielsweise Vorsprünge in Form von Zapfen oder Rippen o. ä. sein, die beispielsweise in entsprechende Aufnahmen entweder an dem Rahmenbauteil, sofern damit verbunden, oder den Speicherzellen eingreifen, sodass sich eine exakte Positionierung und gleichzeitig auch stabile Verbindung ergibt. Die Verbindungsmittel können auch zusätzlich entsprechende Schraubbefestigungen sein, über die eine entsprechende Schraubverbindung erfolgt. Dabei erfolgt die mechanisch stabile Verbindung bevorzugt direkt zu den Speicherzellen, während zu dem jeweils benachbarten Rahmenbauteil nicht unbedingt eine entsprechende Verbindung, also einem Kontakt gegeben sein muss. Vielmehr kann dort auch ein schmaler Abstand vorgesehen sein, der quasi als Intrusionsraum dient, bevor es zu einer Intrusionen in das Kühlmittelleitungsbauteil kommt.In a further development of the invention, one or more connecting means can be provided for a positive or non-positive connection to one or more third objects in the assembled position. These connecting means can, for example, be projections in the form of pins or ribs or similar, which engage in corresponding receptacles either on the frame component, if connected to it, or on the storage cells, thus resulting in precise positioning and, at the same time, a stable connection. The connecting means can also additionally be corresponding screw fastenings, via which a corresponding screw connection is established. The mechanically stable connection is preferably made directly to the storage cells, while a corresponding connection, i.e. contact, is not necessarily required with the adjacent frame component. Rather, a narrow gap can also be provided there, which serves as an intrusion space before an intrusion into the coolant line component occurs.

Da das Kühlmittelleitungsbauteil nicht nur den entsprechenden Leitungsabschnitt für den Kühlmittelkreislauf darstellt, sondern gleichzeitig auch ein Deformationselement, das gezielt zum Schutz der Speicherzellen im Crashfall deformiert wird, muss das Kühlmittelleitungsbauteil natürlich entsprechende mechanische Eigenschaften aufweisen. Zu diesem Zweck ist es entweder aus Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff gebildet. Im Falle einer Metallausführung ist es beispielsweise aus Aluminium oder Stahl oder einer entsprechenden geeigneten Legierung. Auch ein Kunststoffbauteil kann verwendet werden, wobei hierunter auch faserverstärkte Kunststoffausführungen wie Glasfaser verstärkter Kunststoff (GFK) oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) zu verstehen ist. Ebenso ist eine Ausführung aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise ein Metall-Kunststoff-Verbundwerkstoff, denkbar. Es sind also verschiedenartige Ausführungsmöglichkeiten gegeben, stets mit dem Ziel, dass die jeweilige Ausführung die geforderten mechanischen Eigenschaften zeigt. Das Kühlmittelleitungsbauteil selbst ist, da ein Hohlkörper, bevorzugt als gezogenes oder stranggepresstes Bauteil ausgeführt.Since the coolant line component not only represents the corresponding line section for the coolant circuit, but also a deformation element that is specifically deformed to protect the storage cells in the event of a crash, the coolant line component must naturally exhibit appropriate mechanical properties. For this purpose, it is made of either metal, plastic, or a composite material. In the case of a metal version, it is made of aluminum or steel, for example, or a suitable alloy. A plastic component can also be used, although this also includes fiber-reinforced plastic versions such as glass fiber reinforced plastic (GRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). A version made of a composite material, such as a metal-plastic composite, is also conceivable. A variety of design options are therefore possible, always with the aim of ensuring that the respective version exhibits the required mechanical properties. The coolant line component itself, being a hollow body, is preferably designed as a drawn or extruded component.

Neben dem Kühlmittelleitungsbauteil betrifft die Erfindung ferner einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Speicherrahmen mit wenigstens zwei parallel zueinander verlaufenden Rahmenbauteilen, zwischen denen mehrere Speicherzellen angeordnet sind, sowie ein oder mehrere Kühlmittelleitungsbauteile der vorstehend beschriebenen Art, die zwischen einem Rahmenbauteil und den Speicherzellen angeordnet sind. Der Energiespeicher ist also, vorzugsweise an beiden Längsseiten, jeweils mit mindestens einem Kühlmittelleitungsbauteil, bevorzugt mit mehreren, axial hintereinandergeschalteten Kühlmittelleitungsbauteilen ausgerüstet, über die in den jeweiligen Seitenbereichen die Kühlmittelleitung zur Verfügung gestellt wird, verbunden mit der gleichzeitigen beidseitigen Integration entsprechend ausgelegter Deformationsmittel über die integralen Deformationsabschnitte, die integral am jeweiligen Kühlmittelleitungsbauteil vorgesehen sind. Unter dem Begriff „integral“ wird die einstückige bzw. einteilige Ausgestaltung des Kühlmittelleitungsbauteils mit sowohl dem Leitungsabschnitt als auch dem Deformationsabschnitt verstanden.In addition to the coolant line component, the invention further relates to an energy storage device for a motor vehicle, comprising a storage frame with at least two frame components running parallel to one another, between which a plurality of storage cells are arranged, and one or more coolant line components of the type described above, which are arranged between a frame component and the storage cells. The energy storage device is therefore equipped, preferably on both longitudinal sides, with at least one coolant line component, preferably with a plurality of coolant line components arranged axially one behind the other, via which the coolant line is provided in the respective side regions, combined with the simultaneous integration on both sides of appropriately designed deformation means via the integral deformation sections, which are provided integrally on the respective coolant line component. The term "integral" is understood to mean the one-piece or single-part design of the coolant line component with both the line section and the deformation section.

Das oder die Kühlmittelleitungsbauteile sind zumindest an den Speicherzellen abgestützt, während sich der Deformationsabschnitt benachbart zu den Rahmenbauteilen befindet. D. h., dass sich das oder die Kühlmittelleitungsbauteile stets nach innen zu den Speicherzellen hin abstützen, nachdem im Crashfall die Kraft von außen eingeleitet wird.The coolant line component(s) are supported at least at the storage cells, while the deformation section is located adjacent to the frame components. This means that the coolant line component(s) are always supported inward toward the storage cells after the force is applied from the outside in the event of a crash.

Wie bereits beschrieben, kann der Energiespeicher auch zwischen den Speicherzellen integrierte Kühlmittel aufweisen. Hierzu kann der Energiespeicher derart ausgebildet sein, dass zwischen wenigstens zwei benachbarten Speicherzellen ein, vorzugsweise plattenförmiges, Kühlelement angeordnet ist, das über Verbindungsmittel mit dem Leitungsabschnitt des Kühlmittelleitungsbauteils oder den Leitungsabschnitten der Kühlmittelleitungsbauteile verbunden ist. Ein solches plattenförmiges Kühlelement ist ebenfalls als Hohlkörper ausgeführt und fluidisch mit dem Leitungsabschnitt einer Zuleitung und dem Leitungsabschnitt einer Ableitung gekoppelt, sodass das Kühlfluid über die Zuleitung dem Kühlelement zugeführt wird, dieses durchströmt und dabei Wärme aufnimmt, sowie über die Ableitung wieder abgeführt wird. Ein solches Kühlelement ist zweckmäßigerweise plattenförmig ausgeführt, sodass eine entsprechend große Wärmetauscherfläche gegeben ist.As already described, the energy storage device can also have coolants integrated between the storage cells. For this purpose, the energy storage device can be designed such that a preferably plate-shaped cooling element is arranged between at least two adjacent storage cells, which cooling element is connected via connecting means to the line section of the coolant line component or the line sections of the coolant line components. Such a plate-shaped cooling element is also designed as a hollow body and fluidically coupled to the line section of a supply line and the line section of a discharge line, so that the cooling fluid is supplied to the cooling element via the supply line, flows through it, absorbing heat, and is discharged again via the discharge line. Such a cooling element is expediently designed in a plate-shaped manner. so that a correspondingly large heat exchanger surface is provided.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass sich das Kühlelement mit einem Verbindungsabschnitt zwischen zwei axial benachbarten Leitungsabschnitten zweier axial benachbarter Kühlmittelleitungsbauteile erstreckt, wobei an dem Verbindungsabschnitt zwei entgegengesetzt zueinander gerichtete Anschlussstutzen vorgesehen sind, die in die Leitungsabschnitte eingreifen. Längs des Energiespeichers sind folglich beidseits jeweils mehrere, axial hintereinander angeordnete Kühlmittelleitungsbauteile vorgesehen, die untereinander über die entsprechenden Anschlussstutzen des oder der gegebenenfalls mehreren vorgesehenen Kühlelemente verbunden sind. Hierüber wird sichergestellt, dass das Kühlfluid einerseits längs des jeweiligen Leitungsabschnitt oder der hierüber definierten Kühlmittelleitung strömen kann, sich gleichzeitig aber auch in die entsprechenden Kühlelemente verzweigen kann bzw. aus diesen auch wieder abgeführt werden kann. Dabei ist bevorzugt zwischen jeweils zwei benachbarten Speicherzellen ein Kühlelement vorgesehen, und jeweils mit einem Verbindungsabschnitt mit den Leitungsabschnitten verbunden, wobei jedes Kühlmittelleitungsbauteil eine Länge, die im wesentlichen der Länge einer jeweils benachbarten Speicherzelle oder eines über einen Zellverbinder gebildeten Speicherzellenblocks entspricht, aufweist. D. h., dass über die Länge des Energiespeichers mehrere separate Kühlelemente vorgesehen sind, die jeweils zwischen zwei benachbarte Speicherzellen oder zwischen zwei Speicherzellenblöcke (jeder Speicherzellen Block besteht beispielsweise aus zwei über einen Zellverbinder gekoppelten Speicherzellen) angeordnet sind, sodass über die gesamte Speichergröße eine Mehrzahl entsprechender Kühlelemente, die auch eine Kühlung direkt im Zellenbereich ermöglichen, vorgesehen sind.A particularly advantageous embodiment provides that the cooling element extends with a connecting section between two axially adjacent line sections of two axially adjacent coolant line components, wherein two oppositely directed connecting pieces are provided on the connecting section, which engage with the line sections. Consequently, a plurality of coolant line components arranged axially one behind the other are provided on both sides of the energy storage device and are connected to one another via the corresponding connecting pieces of the cooling element(s) provided. This ensures that the cooling fluid can flow along the respective line section or the coolant line defined thereby, but can also branch into the corresponding cooling elements or be discharged from them again. Preferably, a cooling element is provided between each two adjacent storage cells and is connected to the line sections by a connecting section, each coolant line component having a length that essentially corresponds to the length of a respective adjacent storage cell or of a storage cell block formed by a cell connector. This means that several separate cooling elements are provided over the length of the energy storage device, each of which is arranged between two adjacent storage cells or between two storage cell blocks (each storage cell block consists, for example, of two storage cells coupled via a cell connector), so that a plurality of corresponding cooling elements, which also enable cooling directly in the cell area, are provided over the entire storage size.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest einen Energiespeicher der vorstehend beschriebenen Art.In addition, the invention relates to a motor vehicle comprising at least one energy storage device of the type described above.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

  • 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers in einer Teilansicht,
  • 2 eine Teilseitenansicht des Energiespeichers aus 1,
  • 3 eine Prinzipdarstellung eines Kühlmittelleitungsbauteils im nicht deformierten Zustand,
  • 4 das Kühlmittelleitungsbauteil aus 3 im deformierten Zustand,
  • 5 eine zweite Ausführungsform eines Kühlmittelleitungsbauteils, und
  • 6 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers einer zweiten Ausführungsform in einer Teilansicht.
Further advantages and details of the present invention will become apparent from the following exemplary embodiments and from the drawings, which show:
  • 1 a schematic diagram of an energy storage device according to the invention in a partial view,
  • 2 a partial side view of the energy storage unit 1 ,
  • 3 a schematic diagram of a coolant line component in the undeformed state,
  • 4 the coolant line component 3 in a deformed state,
  • 5 a second embodiment of a coolant line component, and
  • 6 a schematic representation of an energy storage device according to the invention of a second embodiment in a partial view.

1 zeigt eine Teilansicht, als Perspektivdarstellung, eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 1, umfassend einen Speicherrahmen 2 bestehend aus wenigstens zwei parallel zueinander verlaufenden Rahmenbauteilen 3, von denen in 1 nur eines gezeigt ist, das andere befindet sich auf der anderen Speicherseite und erstreckt sich, wie das gezeigte, in Längsrichtung des Energiespeichers 1. Jedes Rahmenbauteil 3 weist eine entsprechende Hohlkammerstruktur auf, es handelt sich also z.B. um ein metallenes Bauteil in Form eines Mehrkammerhohlkörpers, das auch eine entsprechende Querschnittsgeometrie hat und quasi T-förmig ist. 1 shows a partial view, as a perspective view, of an energy storage device 1 according to the invention, comprising a storage frame 2 consisting of at least two frame components 3 running parallel to one another, of which 1 only one is shown, the other is located on the other side of the storage device and extends, like the one shown, in the longitudinal direction of the energy storage device 1. Each frame component 3 has a corresponding hollow chamber structure, so it is, for example, a metal component in the form of a multi-chamber hollow body, which also has a corresponding cross-sectional geometry and is quasi T-shaped.

Der Energiespeicher 1 umfasst des Weiteren ein Speicherzellenpaket 4 umfassend eine Mehrzahl einzelner Speicherzellen 5 auf, wobei jeweils zwei Speicherzellen über Zellverbinder 6 zu einem Speicherzellenblock verschaltet sind. Zwischen zwei solcher Speicherblöcke befindet sich im gezeigten Beispiel jeweils ein Kühlelement 7 in Form einer größerflächigen Kühlplatte, die sich bevorzugt zu beiden Seiten seitlich über das Speicherzellenpaket 4 erstreckt. Die Kühlelemente 7 sind Hohlkörper und werden mit einem Kühlmittel versorgt, das über eine Zuleitung zugeführt wird und über eine Ableitung abgeführt wird.The energy storage device 1 further comprises a storage cell stack 4 comprising a plurality of individual storage cells 5, wherein two storage cells are interconnected to form a storage cell block via cell connectors 6. In the example shown, a cooling element 7 in the form of a large-area cooling plate is located between each two such storage blocks, which preferably extends laterally on both sides over the storage cell stack 4. The cooling elements 7 are hollow bodies and are supplied with a coolant, which is supplied via a supply line and discharged via a discharge line.

Gezeigt sind ferner in dem Bauraum 8 zwischen dem jeweiligen Rahmenbauteil 3 und dem Speicherzellenpaket 4 mehrere einzelne Kühlmittelleitungsbauteile 9 (siehe hierzu auch 2), bei denen es sich um längliche Bauteile aus Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff handelt. Jedes dieser Kühlmittelleitungsbauteile 9 weist einen Bauteilkörper 10 mit einer Längsachse auf, an welchen Bauteilkörper 10 ein in Richtung der Längsachse laufender Leitungsabschnitt 11 zum Durchleiten eines Kühlfluids vorgesehen ist, sowie ein Deformationsabschnitt 12 mit einer für eine Deformation im Wesentlichen quer zur Längsachse ausgelegten Deformationsstruktur 13. Der konkrete Aufbau eines solchen Kühlmittelleitungsbauteils 9 wird nachfolgend dargestellt.Also shown in the installation space 8 between the respective frame component 3 and the storage cell package 4 are several individual coolant line components 9 (see also 2 ), which are elongated components made of metal, plastic, or a composite material. Each of these coolant line components 9 has a component body 10 with a longitudinal axis, on which component body 10 a line section 11 running in the direction of the longitudinal axis is provided for conducting a cooling fluid, as well as a deformation section 12 with a deformation structure 13 designed for deformation substantially transverse to the longitudinal axis. The specific structure of such a coolant line component 9 is shown below.

Wie die Seitenansicht gemäß 2 zeigt, sind längs des Energiespeichers 1 an beiden Seiten jeweils mehrere axial hintereinander angeordnete Kühlmittelleitungsbauteile 9 vorgesehen, wobei ersichtlich jedes Kühlmittelleitungsbauteil 9 eine Länge aufweist, die, in Längsrichtung des Energiespeichers 1 gesehen, im Wesentlichen der Länge zweier zu einem Speicherzellenblock über jeweils einen Zellverbinder 6 verschalteten Speicherzellen 5 entspricht. Gezeigt sind zusätzliche Zeltrennelemente 14, beispielsweise geeignete Versteifungsplatten, zwischen denen jeweils ein Kühlelement 7 angeordnet ist. Jedes dieser plattenförmigen Kühlelemente 7 weist in seinem über den Stapel der Speicherzellen 5 seitlich hervorragenden Verbindungsabschnitt 15 zwei sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Anschlussstutzen 16 auf, die jeweils in einen Leitungsabschnitt 11 des jeweiligen Kühlmittelleitungsbauteils 9 eingreifen. Über entsprechende Dichtringe 17 erfolgt die entsprechende Abdichtung, sodass sich über die axial hintereinandergeschalteten Leitungsabschnitte 11 einerseits ein entsprechend länglicher Kühlmittelkanal 18 ausbildet, siehe 2, durch den das Kühlmittel, siehe die Pfeile P1, in Längsrichtung strömt, während gleichzeitig über die Stutzenverbindung das Kühlmittel auch in die Kühlelemente 7 strömt, wie die Pfeile P2 zeigen. Hierüber kann also das Kühlfluid sowohl axial als auch quer dazu in die Kühlelemente 7 verteilt werden. Da die gleiche Anordnung auf der gegenüberliegenden Seite des Energiespeichers 1 vorgesehen ist, erfolgt dort die entsprechende Abfuhr aus den Kühlelemente 7 wiederum in einen entsprechenden ableitenden Kühlmittelkanal.As the side view according to 2 shows, several coolant line components 9 arranged axially one behind the other are provided along the energy storage device 1 on both sides, wherein each coolant line component 9 has a length which, viewed in the longitudinal direction of the energy storage device 1, essentially corresponds to the length of two storage cell blocks connected to one another via a cell connector 6 interconnected storage cells 5. Shown are additional cell separating elements 14, for example suitable stiffening plates, between which a cooling element 7 is arranged. Each of these plate-shaped cooling elements 7 has, in its connecting section 15 projecting laterally beyond the stack of storage cells 5, two connecting pieces 16 extending in opposite directions, each of which engages a line section 11 of the respective coolant line component 9. The corresponding sealing is achieved via corresponding sealing rings 17, so that a correspondingly elongated coolant channel 18 is formed over the line sections 11 connected axially one behind the other, see 2 , through which the coolant flows in the longitudinal direction, see arrows P1, while at the same time the coolant also flows into the cooling elements 7 via the nozzle connection, as shown by arrows P2. This allows the cooling fluid to be distributed both axially and transversely into the cooling elements 7. Since the same arrangement is provided on the opposite side of the energy storage device 1, the corresponding discharge from the cooling elements 7 takes place there again into a corresponding discharging coolant channel.

3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kühlmittelleitungsbauteils 9. Gezeigt ist der Bauteilkörper 10, der als Hohlkörper ausgeführt ist und im gezeigten Beispiel eine entsprechend große Hohlkammer 19 aufweist, die über entsprechende Kammerwände 20 gebildet wird. Im Inneren des Hohlkörper 19 ist der hier kreisrunde Leitungsabschnitt 11 vorgesehen. Er ist über entsprechende Stege 21 sowohl an die beiden oberen und unteren Kammerwände 20 angebunden, als auch über weitere Stege 22 an die rechte Kammerwand 20, die zugleich als Stützwand 24 dient. Denn über sie ist, siehe 1, jedes Kühlmittelbauteil 9 horizontal und quer zur Längsachse des Energiespeichers 1 an den Speicherzellen 5 abgestützt. 3 shows an enlarged view of a first embodiment of a coolant line component 9. Shown is the component body 10, which is designed as a hollow body and, in the example shown, has a correspondingly large hollow chamber 19, which is formed by corresponding chamber walls 20. The circular line section 11 is provided inside the hollow body 19. It is connected via corresponding webs 21 to both the upper and lower chamber walls 20, as well as via further webs 22 to the right chamber wall 20, which also serves as a supporting wall 24. Because, see 1 , each coolant component 9 is supported horizontally and transversely to the longitudinal axis of the energy storage device 1 on the storage cells 5.

Vorgesehen ist wie beschrieben auch eine Deformationsstruktur 13, über die der Deformationsabschnitt 12 gebildet ist. Diese Deformationsstruktur ist im gezeigten Beispiel über entsprechende Sollknickstellen 23 gebildet, die im gezeigten Beispiel über quasi wellenartige Vertiefungen oder Einkerbungen gebildet sind, aber auch beispielsweise in Form von Wanddickenveränderungen oder dergleichen ausgeführt sein können.As described, a deformation structure 13 is also provided, over which the deformation section 12 is formed. In the example shown, this deformation structure is formed by corresponding predetermined bending points 23, which in the example shown are formed by quasi-wave-like depressions or notches, but can also be implemented, for example, in the form of wall thickness changes or the like.

In der Montagestellung, siehe 1, stützen sich die Kühlmittelleitungsbauteile 9 horizontal an dem Speicherzellenpaket 4 ab, zu dem Rahmenbauteil 3 ist ein leichter Abstand gegeben. Kommt es nun zu einer Kollision, also zu einem Seitenaufprall, so wird Kraft oder Energie, wie durch den Pfeil P3 in 1 gezeigt, über das betroffene Rahmenbauteil 3 eingeleitet. Dieses kann kraft- oder energiebedingt verformt werden, sodass es in den Bereich zu den Speicherzellen 5 intrudiert, also verschoben wird. Es läuft dabei gegen ein oder mehrere Kühlmittelleitungsbauteile 9, die zugleich auch als Deformationselemente wirken. Es kommt zu einer Verformung des Deformationsabschnitts 12, d. h., die Deformationsstruktur 13 wird verformt, wie 4 anschaulich zeigt. Unberührt hiervon bleibt jedoch der Bereich des Leitungsabschnitts 11, der stabil und fest über die diversen Stege 21, 22 insbesondere an der Stützwand 24 abgestützt ist.In the assembly position, see 1 , the coolant line components 9 are supported horizontally on the storage cell package 4, with a slight distance to the frame component 3. If a collision occurs, i.e. a side impact, force or energy, as indicated by the arrow P3 in 1 shown, is introduced via the affected frame component 3. This can be deformed due to force or energy, so that it intrudes, i.e. is displaced, into the area of the storage cells 5. In doing so, it runs against one or more coolant line components 9, which simultaneously act as deformation elements. This results in a deformation of the deformation section 12, ie, the deformation structure 13 is deformed, as 4 clearly shows. However, the area of the line section 11 remains unaffected, which is stably and firmly supported by the various webs 21, 22, in particular on the supporting wall 24.

Durch die Integration der mehreren multifunktionalen Kühlmittelleitungsbauteile wird folglich der gegebene Bauraum 8 optimal ausgenutzt. Einerseits kann hierüber auf einfache Weise eine definierte Ausbildung eines Kühlmittelkanals 18 erreicht werden, eben über die stabilen Leitungsabschnitte 9, die axial zusammengeschaltet werden können. Andererseits wird in den gegebenen Bauraum auch ein entsprechend ausgelegtes Deformationselement integriert, eben über das Kühlmittelleitungsbauteil 9, nachdem dieses auch einen entsprechenden Deformationsabschnitt, der mechanisch hinreichend ausgelegt ist, aufweist.The integration of the multiple multifunctional coolant line components therefore optimally utilizes the available installation space 8. On the one hand, this allows for a simple, defined formation of a coolant channel 18, specifically via the stable line sections 9, which can be axially interconnected. On the other hand, a correspondingly designed deformation element is also integrated into the available installation space, specifically via the coolant line component 9, since the latter also has a corresponding deformation section that is mechanically adequately designed.

5 zeigt eine Ausgestaltung eines Kühlmittelleitungsbauteils 9, das der Ausgestaltung gemäß 3 entspricht. Zusätzlich jedoch ist die Hohlkammer 19 hier mit einem aussteifenden Material 25 gefüllt, beispielsweise einem ausgehärteten Schaum 26, der als vorgefertigtes Schaumbauteil eingeschoben sein kann oder eingespritzt ist und in der Kammer aushärtet, über welches Material 25 zusätzlich die mechanischen Eigenschaften im Bereich des Deformationsabschnitts 12 eingestellt werden können. 5 shows an embodiment of a coolant line component 9, which corresponds to the embodiment according to 3 In addition, however, the hollow chamber 19 is filled with a stiffening material 25, for example a cured foam 26, which can be inserted as a prefabricated foam component or injected and cures in the chamber, via which material 25 the mechanical properties in the region of the deformation section 12 can additionally be adjusted.

6 zeigt schließlich eine Prinzipdarstellung als Teilansicht eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 1 einer zweiten Ausführungsform. Der grundsätzliche Aufbau entspricht dem aus 1, vorgesehen ist auch hier ein entsprechender Speicherrahmen 2 mit mindestens zwei beidseits vorgesehenen Rahmenbauteilen 3 (auch hier ist nur ein Rahmenbauteil 3 gezeigt) sowie das Speicherzellenpaket 4 mit den diversen Speicherzellen 5. In dem Bauraum 8 sind wiederum axial hintereinander geschaltet eine Vielzahl einzelner Kühlmittelleitungsbauteile 9 vorgesehen, die hier jedoch anders und größer ausgeführt sind als im vorangehenden Ausführungsbeispiel. 6 Finally, shows a schematic diagram as a partial view of an energy storage device 1 according to the invention of a second embodiment. The basic structure corresponds to that of 1 , a corresponding storage frame 2 is also provided here with at least two frame components 3 provided on both sides (here too, only one frame component 3 is shown) as well as the storage cell package 4 with the various storage cells 5. In the installation space 8, a plurality of individual coolant line components 9 are again provided, connected axially one behind the other, which, however, are designed differently and larger than in the previous exemplary embodiment.

Diese Kühlmittelleitungsbauteile 9 weisen ebenfalls einen Bauteilkörper 10 auf und sind aus Metall oder Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff. Vorgesehen ist ebenfalls ein jeweiliger Leitungsabschnitt 11. Das Kühlmittelleitungsbauteil 9 weist hier jedoch eine Vielzahl einzelner Hohlkammer 19a, 19b, 19c auf, die über vertikale Wände noch zusätzlich unterteilt sein können oder über entsprechende quer verlaufende Stege, wie 6 zeigt. Die Stützwand 24, mit der sich das jeweilige Kühlmittelleitungsbauteil 9 an dem Speicherzellenpaket 4 abstützt, ist hier deutlich größer als beim Ausführungsbeispiel gemäß 3. Auch ist natürlich das Deformationsvolumen, also das Intrusionsvolumen, das über den Deformationsabschnitt 12 gebildet wird, deutlich größer, wie 6 zeigt. An diversen Kammerwänden 20 sind entsprechende Deformationsstrukturen 13, wiederum in Form von Sollbruchstellen oder Sollknickstellen 23 o. ä. vorgesehen.These coolant line components 9 also have a component body 10 and are made of metal, plastic, or a composite material. A respective line section 11 is also provided. The coolant line component 9 here has However, it has a plurality of individual hollow chambers 19a, 19b, 19c, which can be further subdivided by vertical walls or by corresponding transverse webs, such as 6 The support wall 24, with which the respective coolant line component 9 is supported on the storage cell package 4, is significantly larger here than in the embodiment according to 3 . Of course, the deformation volume, i.e. the intrusion volume formed over the deformation section 12, is also significantly larger, as 6 shows. Corresponding deformation structures 13, again in the form of predetermined breaking points or predetermined bending points 23 or similar, are provided on various chamber walls 20.

Für eine bestmögliche Abstützung ist die Stützwand 24 bei diesem Beispiel der Form der Flächen des Speicherzellenpakets 4 angepasst. Vorgesehen ist eine entsprechende Vertiefung 27, die der Aufnahme eines Zellverbinders 6 dient, wie 6 zeigt, sodass sich eine nahezu vollflächige Abstützung ergibt.For the best possible support, the support wall 24 in this example is adapted to the shape of the surfaces of the storage cell package 4. A corresponding recess 27 is provided, which serves to accommodate a cell connector 6, as 6 so that almost full-surface support is provided.

Die fluidische Kopplung der einzelnen Kühlmittelbauteil 9 erfolgt in gleicher Weise wie bezüglich 1 beschrieben, also über die entsprechenden Anschlussstutzen 16 der Kühlelemente 7, sodass sich auch hier eine entsprechender axialer Kühlmittelkanal 18 über eine gewünschte Länge ausbilden lässt, wie auch die sich quer dazu erstreckenden Kühlelemente 7 mit Kühlfluid versorgt werden können.The fluidic coupling of the individual coolant components 9 is carried out in the same way as with regard to 1 described, i.e. via the corresponding connecting pieces 16 of the cooling elements 7, so that here too a corresponding axial coolant channel 18 can be formed over a desired length, as well as the cooling elements 7 extending transversely thereto can be supplied with cooling fluid.

Wenngleich nicht im Detail gezeigt, besteht die Möglichkeit, an der Stützwand 24 zusätzliche Verbindungsmittel für eine form- oder kraftschlüssige Verbindung hier zu dem Speicherzellenpaket 4 vorzusehen, beispielsweise vorspringende Zapfen oder Stege o. ä., oder Schraubverbindungen oder dergleichen.Although not shown in detail, it is possible to provide additional connecting means on the supporting wall 24 for a positive or non-positive connection here to the storage cell package 4, for example projecting pins or webs or the like, or screw connections or the like.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2018/213383 A1 [0002]WO 2018/213383 A1 [0002]
  • WO 2019/020772 A1 [0002]WO 2019/020772 A1 [0002]

Claims (18)

Kühlmittelleitungsbauteil, insbesondere Kühlmittelverbinder für einen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, mit einem länglichen Bauteilkörper (10) mit einer Längsachse, an dem ein in Richtung der Längsachse laufender Leitungsabschnitt (11) zur Durchleitung eines Kühlfluids sowie wenigstens ein Deformationsabschnitt (12) mit einer für eine Deformation quer zur Längsachse ausgelegten Deformationsstruktur (13) ausgebildet ist.Coolant line component, in particular coolant connector for an energy storage device of a motor vehicle, comprising an elongated component body (10) with a longitudinal axis, on which a line section (11) running in the direction of the longitudinal axis for conducting a cooling fluid and at least one deformation section (12) with a deformation structure (13) designed for deformation transversely to the longitudinal axis is formed. Kühlmittelleitungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationsabschnitt (12) benachbart zu dem Leitungsabschnitt (11) angeordnet ist.Coolant line component according to Claim 1 , characterized in that the deformation section (12) is arranged adjacent to the line section (11). Kühlmittelleitungsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilkörper (10) ein Hohlkörper mit einer oder mehreren Hohlkammern (19, 19a, 19b, 19c) ist.Coolant line component according to Claim 1 or 2 , characterized in that the component body (10) is a hollow body with one or more hollow chambers (19, 19a, 19b, 19c). Kühlmittelbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationsabschnitt (12) eine oder mehrere, an einer oder mehreren, eine Hohlkammer (19, 19a, 19b, 19c) begrenzenden Kammerwänden (20) vorgesehene Sollbruch- oder Sollknickstellen (23) aufweist.Coolant component according to Claim 3 , characterized in that the deformation section (12) has one or more predetermined breaking or bending points (23) provided on one or more chamber walls (20) delimiting a hollow chamber (19, 19a, 19b, 19c). Kühlmittelleitungsbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruch- oder Sollknickstellen (23) über in die Kammerwände (20) eingebrachte Vertiefungen und/oder Wanddickenveränderungen gebildet sind.Coolant line component according to Claim 4 , characterized in that the predetermined breaking or bending points (23) are formed by depressions and/or wall thickness changes introduced into the chamber walls (20). Kühlmittelleitungsbauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (11) in der oder einer Hohlkammer (19, 19a, 19b, 19c) aufgenommen ist und über mehrere Stege (21, 22), die sich zu einer oder mehreren die Hohlkammer (19, 19a, 19b, 19c) begrenzenden Kammerwänden (20) erstrecken, abgestützt ist.Coolant line component according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the line section (11) is received in the or a hollow chamber (19, 19a, 19b, 19c) and is supported via a plurality of webs (21, 22) which extend to one or more chamber walls (20) delimiting the hollow chamber (19, 19a, 19b, 19c). Kühlmittelleitungsbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Stege (22) sich zu einer als Stützwand (24), über die das Kühlmittelbauteil in der Montagestellung bei Einwirken einer eine Deformation des Deformationsabschnitts (12) erwirkenden Kraft an einem Drittgegenstand abgestützt ist, dienenden Kammerwand (20) erstrecken.Coolant line component according to Claim 6 , characterized in that one or more webs (22) extend to a chamber wall (20) serving as a supporting wall (24), via which the coolant component is supported on a third object in the assembled position upon the action of a force causing a deformation of the deformation section (12). Kühlmittelleitungsbauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer (19, 19a, 19b, 19c) oder wenigstens eine der mehreren Hohlkammern (19, 19a, 19b, 19c) zumindest abschnittsweise mit einem aussteifenden Material (26) gefüllt ist.Coolant line component according to one of the Claims 3 until 7 , characterized in that the hollow chamber (19, 19a, 19b, 19c) or at least one of the plurality of hollow chambers (19, 19a, 19b, 19c) is at least partially filled with a stiffening material (26). Kühlmittelleitungsbauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (26) ein ausgehärteter Schaum ist.Coolant line component according to Claim 8 , characterized in that the material (26) is a cured foam. Kühlmittelleitungsbauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Stützwand (24), über die das Kühlmittelbauteil (9) in der Montagestellung bei Einwirken einer eine Deformation des Deformationsabschnitts (12) erwirkenden Kraft an einem Drittgegenstand abgestützt ist, dienende Kammerwand (20) mit einer Vertiefung (27) zur Aufnahme eines am Drittgegenstand vorgesehenen Bauteils versehen ist.Coolant line component according to one of the Claims 3 until 9 , characterized in that a chamber wall (20) serving as a support wall (24), via which the coolant component (9) is supported on a third object in the assembly position upon the action of a force causing a deformation of the deformation section (12), is provided with a recess (27) for receiving a component provided on the third object. Kühlmittelleitungsbauteil nach einem der Anspruche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Verbindungsmittel für eine form- oder kraftschlüssige Verbindung mit einem oder mehreren Drittgegenständen in der Montagestellung vorgesehen sind.Coolant line component according to one of the Claims 3 until 10 , characterized in that one or more connecting means are provided for a positive or non-positive connection with one or more third objects in the assembly position. Kühlmittelleitungsbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff besteht.Coolant line component according to one of the preceding claims, characterized in that it consists of metal, plastic or a composite material. Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Speicherrahmen (2) mit wenigstens zwei parallel zueinander verlaufenden Rahmenbauteilen (3), zwischen denen mehrere Speicherzellen (5) angeordnet sind, sowie ein oder mehrere Kühlmittelleitungsbauteile (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die zwischen einem Rahmenbauteil (3) und den Speicherzellen (5) angeordnet sind.Energy storage device for a motor vehicle, comprising a storage frame (2) with at least two frame components (3) running parallel to one another, between which a plurality of storage cells (5) are arranged, and one or more coolant line components (9) according to one of the preceding claims, which are arranged between a frame component (3) and the storage cells (5). Energiespeicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Kühlmittelleitungsbauteile (9) zumindest an den Speicherzellen (5) abgestützt sind und der Deformationsabschnitt (12) benachbart zu den Rahmenbauteilen (3) angeordnet sind.Energy storage according to Claim 13 , characterized in that the coolant line component(s) (9) are supported at least on the storage cells (5) and the deformation section (12) is arranged adjacent to the frame components (3). Energiespeicher nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens zwei benachbarten Speicherzellen (5) ein, vorzugsweise plattenförmiges, Kühlelement (7) angeordnet ist, das über Verbindungsmittel mit dem Leitungsabschnitt (11) des Kühlmittelleitungsbauteils (9) oder den Leitungsabschnitten (11) der Kühlmittelleitungsbauteile (9) verbunden ist.Energy storage according to Claim 13 or 14 , characterized in that a preferably plate-shaped cooling element (7) is arranged between at least two adjacent storage cells (5), which cooling element is connected via connecting means to the line section (11) of the coolant line component (9) or the line sections (11) of the coolant line components (9). Energiespeicher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kühlelement (7) mit einem Verbindungsabschnitt (15) zwischen zwei axial benachbarte Leitungsabschnitte (11) zweier axial benachbarter Kühlmittelleitungsbauteile (9) erstreckt, wobei an dem Verbindungsabschnitt (15) zwei entgegengesetzt zueinander gerichtete Anschlussstutzen (16) vorgesehen sind, die in die Leitungsabschnitte (11) eingreifen.Energy storage according to Claim 15 , characterized in that the cooling element (7) extends with a connecting section (15) between two axially adjacent line sections (11) of two axially adjacent coolant line components (9), wherein on the connecting section (15) two oppositely directed connecting pieces (16) are provided which engage in the line sections (11). Energiespeicher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Speicherzellen (5) ein Kühlelement (7) vorgesehen ist und jeweils mit einem Verbindungsabschnitt (15) mit den Leitungsabschnitten (11) verbunden ist, wobei jedes Kühlmittelleitungsbauteil (9) eine Länge, die im Wesentlichen der Länge einer jeweils benachbarten Speicherzelle (5) oder eines Speicherzellenblocks entspricht, aufweist.Energy storage according to Claim 16 , characterized in that a cooling element (7) is provided between each two adjacent storage cells (5) and is connected to the line sections (11) by a connecting section (15), each coolant line component (9) having a length which substantially corresponds to the length of a respective adjacent storage cell (5) or of a storage cell block. Kraftfahrzeug, umfassend einen Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 17.Motor vehicle, comprising an energy storage device (1) according to one of the Claims 13 until 17 .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240034258A1 (en) * 2022-07-27 2024-02-01 Hyundai Motor Company Battery module mounting assembly for a vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016214241A1 (en) 2016-08-02 2018-02-08 Mahle International Gmbh Akkumulatortemperieranordnung
WO2018213383A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support features
WO2019020772A1 (en) 2017-07-26 2019-01-31 Autotech Engineering A.I.E. Battery box floor for electric vehicles and corresponding vehicle body
FR3082057A1 (en) 2018-05-29 2019-12-06 Valeo Systemes Thermiques SUPPORT AND COMPRESSION ELEMENT OF AT LEAST ONE HEAT FLUID CIRCULATION TUBE AGAINST A VEHICLE BATTERY FOR REGULATING ITS TEMPERATURE
DE102020105626A1 (en) 2020-03-03 2021-09-09 Woco Industrietechnik Gmbh Energy storage for electrical energy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016214241A1 (en) 2016-08-02 2018-02-08 Mahle International Gmbh Akkumulatortemperieranordnung
WO2018213383A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support features
WO2019020772A1 (en) 2017-07-26 2019-01-31 Autotech Engineering A.I.E. Battery box floor for electric vehicles and corresponding vehicle body
FR3082057A1 (en) 2018-05-29 2019-12-06 Valeo Systemes Thermiques SUPPORT AND COMPRESSION ELEMENT OF AT LEAST ONE HEAT FLUID CIRCULATION TUBE AGAINST A VEHICLE BATTERY FOR REGULATING ITS TEMPERATURE
DE102020105626A1 (en) 2020-03-03 2021-09-09 Woco Industrietechnik Gmbh Energy storage for electrical energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240034258A1 (en) * 2022-07-27 2024-02-01 Hyundai Motor Company Battery module mounting assembly for a vehicle

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