[发明专利]冷却板及其制造方法

说明书

本工业知识产权涉及一种用于制造冷却板(2a、2b)的方法、涉及这种冷却板(2a、2b)以及涉及一种电池系统和电动车辆。根据用于制造冷却板(2a、2b)的方法，至少两个平坦金属部段(2a、2b)通过激光束焊接相互连接。

本发明涉及用于电动车辆的冷却板、涉及电池系统、电动车辆以及用于制造冷却板的方法。

原则上，已知由金属制造冷却板。为此，特别是包括通道结构的两个板状金属部段可以彼此钎焊以形成冷却板。通过两个金属部段之间的通道结构的形貌产生了一个空腔，液体可被引导通过该空腔用于冷却电动车辆。

钎焊的冷却板可能会受到焊剂或焊料的污染。另外，钎焊过程、特别是其中将焊料施加到整个表面上的那些钎焊过程通常是不经济的。

例如通过TIG焊接将板状的金属部段焊接在一起，由于高热量输入以及因而发生的金属部段产生变形而不是替代方案，因为如此变形的冷却板不再提供光滑的支承表面，由此包括这种扭曲的冷却板的冷却系统的效率大大降低。而且，焊缝比期望的宽。此外，至少在TIG焊接的情况下，实现自动化非常复杂，并且与非常长的周期时间相关联，因此，除了技术上的缺陷外，经济上的不利因素也促成了寻找替代方法的需要。

因此，本发明的目的主要是产生一种冷却板，该冷却板可以快速、容易和成本有效地制造，并且可以在高度自动化的过程中以几何形状精确的方式无扭曲地进行制造。

该目的这样来实现，即通过根据相应的独立权利要求的冷却板的制造方法、冷却板本身以及的电池系统和电动车辆。

由于金属部段的结合是借助于激光束焊接进行的以形成冷却板，因此不再必需附加的材料来将金属部段彼此结合。另外，不会发生来自焊剂、焊料或粘合剂的污染，并且这些附加的材料也不会阻塞通道结构之间产生的空腔(或通道)。此外，激光焊接确保了焊接接头的高强度。但是，特别是在周缘区域，局部使用焊料(即“激光钎焊”)可以有助于封闭潜在的残留间隙。

该方法可以实现高度自动化，不必需要求诸如用焊料涂覆的额外操作，并且可以相应地缩短处理时间。激光束焊接的一个具体优点是可以轻松计量能量输入，并且可以实施最小的热量输入和非常精细的焊缝。

根据一个实施例，焊接在一起的至少两个金属部段至少局部地具有断续的接缝，从而减少焊接期间的热量输入。这种断续的焊缝线允许输入到金属部段中的热量尽可能低，从而可以将由热引起的扭曲限制在可容忍的程度。

在从属权利要求中描述了改进。

根据该方法的一种改进，借助于纤维激光、YAG激光、CO2激光或二极管激光进行激光焊接。在该过程中有利的是，各个激光束的强度是可变的。

根据一种改进，激光束焊接在激光束焊接装置中进行，该装置包括用于将待焊接的金属部段固定在一起的夹紧固定件和用于发射一个或多个激光束的光束头。

可选择地，夹紧固定件和/或光束头可以被可移动地引导，使得夹紧固定件和光束头可以相对于彼此移位。例如，这可以通过轴引导的笛卡尔系统进行，其通常也可以自动控制。

根据光束头的一种改进，光束头包括用于光束引导的可移动的镜子系统，其中，可以根据镜子的移动来激活待焊接在一起的金属部段的不同区域。以这种方式，(由于镜子的低惯性)，可以实现极快的焊接，并且可以容易地以每分钟4至30m的速度在金属部段上形成焊缝。同样，自由行进速度最高可达300m/min，这实现了高度可变的焊接顺序。

根据夹紧固定件的一种改进，金属部段以形状配合(形状锁定)的方式局部地被包围和/或接合。例如，可以将销与板组合，从而避免在平面中的移位，板提供了对此垂直方向上的限制。以这种方式，很大程度上避免了金属部段由于热而翘曲，并且加强肋可以构造为用于加强形状配合的夹紧固定件。此外，形状配合的包围实现了用于散热的大的接触表面，并且夹紧固定件的朝向金属部段定向的表面可以由导热特别好的材料制成，诸如铜或铝，以增强散热。为了散热，也可以对装置进行冷却。