DE102006029462A1

DE102006029462A1 - Electric energy storing device for e.g. passenger car, has capacitive layer formed in individual section of vehicle body structure for storing electric energy, where body structure is formed by car body

Info

Publication number: DE102006029462A1
Application number: DE102006029462A
Authority: DE
Inventors: Bernd Gombert; Leopold Krausen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-03

Abstract

The device has a capacitive layer (CL) formed in an individual section of a vehicle body structure (K) for storing electric energy, where the body structure is formed by a car body. The body structure exhibits a supporting structure and an enclosed structure, where the individual section comprises the capacitive layer in the enclosed structure. The capacitive layer comprises two capacitor layers made of aluminum and to form a polymer-capacitor, which has a planar layer structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Fahrzeug mit einer zur Speicherung von elektrischer Energie ausgebildeten Karosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 17.The The invention relates to a device for storing electrical Energy according to the generic term of claim 1 and a vehicle with one for storage formed by electrical energy body according to the preamble of claim 17.

Der Energiebedarf in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen, etc. steigt mit dem zunehmenden Einsatz von elektrischen Verbrauchern, insbesondere Elektromotoren und elektronischen Steuereinrichtungen. Die Speicherung der hierzu erforderlichen elektrischen Energie ist durch die Speicherkapazität der in dem jeweiligen Fahrzeug vorgesehenen Akkumulatoreinheiten bzw. Starterbatterien vorgegeben und somit begrenzt. Insbesondere bei Fahrzeugen mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern werden oftmals zusätzliche Akkumulatoreinheiten neben der herkömmlichen Starterbatterie vorgesehen, um den erhöhten Energieverbrauch decken zu können.Of the Energy requirements in vehicles, in particular motor vehicles, aircraft, Ships, etc. increases with the increasing use of electrical Consumers, in particular electric motors and electronic control devices. The storage of the required electrical energy is through the storage capacity the provided in the respective vehicle accumulator units or Starter batteries specified and thus limited. Especially at Vehicles with a variety of electrical consumers will be often additional Accumulator units provided in addition to the conventional starter battery, around the raised To cover energy consumption.

Auch im Hinblick auf die Energiegewinnung mittels umweltfreundlicher Technologien wie beispielsweise der Solartechnik und/oder der Hybridtechnik ist die Bereitstellung von Vorrichtungen zur Speicherung der erzeugten bzw. rückgewonnenen elektrischen Energie von besonderem Interesse. Die hierzu erforderlichen Speichermedien werden üblicherweise zusätzlich zu den herkömmlichen Batterieeinheiten vorgesehen, welche ein hohes Gewicht aufweisen und einen hohen Wartungsaufwand erfordern.Also in terms of energy production by means of environmentally friendly Technologies such as solar technology and / or hybrid technology is the provision of devices for storing the generated or recovered electrical Energy of particular interest. The required storage media become common additionally to the conventional ones Battery units provided, which have a high weight and require a high level of maintenance.

Ferner darf eine derartige Integration eines weiteren Speichermediums zusätzlich zur herkömmlichen Starterbatterie kei nesfalls das Fahrzeuggewicht erhöhen oder zusätzlichen Bauraum im Fahrzeug beanspruchen.Further may such integration of another storage medium in addition to usual Starter battery kei nessfalls increase the vehicle weight or additional Take up space in the vehicle.

Aus der DE 35 40 353 C2 ist beispielsweise ein Verfahren zur Nutzung von Solarenergie für Fahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen bekannt, bei dem ein aus mehreren Solarzellen zusammengesetztes Solarzellenpaneel auf dem Dach oder auf dem Kofferraumdeckel eines Fahrzeuges zur Erzeugung von elektrischer Energie vorgesehen ist.From the DE 35 40 353 C2 For example, a method for using solar energy for vehicles, especially for passenger cars is known in which a composite of several solar cells solar cell panel is provided on the roof or on the trunk lid of a vehicle for generating electrical energy.

Ferner ist aus der DE 102 03 918 A1 ein elektrischer Speicher für einen in einem Kraftfahrzeug integrierten Hybridantrieb bekannt, wobei das Fahrzeug einen innerhalb der Karosserie angeordneten Verbrennungsmotor und wenigstens eine elektrische Maschine aufweist und zwischen dem Verbrennungsmotor und der wenigstens einen elektrischen Maschine eine schaltbare Kupplung angeordnet ist. Zur Speicherung der über den Hybridantrieb erzeugten elektrischen Energie ist der elektrische Speicher als Kondensatorbatterie mit mehreren Einzelkondensatorzellen ausgebildet, welche vorzugsweise in Hohlräumen von Karosserieelementen angeordnet werden. Beispielsweise werden derartige Einzelkondensatorzellen in den Hohlräumen eines Schwellers vorgesehen. Nachteilig sind die verwendeten Einzelkondensatorzellen lediglich in Hohlräume der Karosserie integrierbar, wodurch der im Fahrzeug verfügbare Bauraum bzw. Stauraum wiederum reduziert wird.Furthermore, from the DE 102 03 918 A1 an electrical accumulator for a hybrid motor integrated in a motor vehicle is known, wherein the vehicle has an internal combustion engine disposed within the body and at least one electric machine and between the internal combustion engine and the at least one electric machine, a switchable clutch is arranged. For storing the electrical energy generated by the hybrid drive of the electrical storage is designed as a capacitor bank with a plurality of single-capacitor cells, which are preferably arranged in cavities of body panels. For example, such single capacitor cells are provided in the cavities of a sill. Disadvantageously, the single-capacitor cells used can only be integrated into cavities of the body, as a result of which the space or storage space available in the vehicle is again reduced.

Zur Speicherung von elektrischer Energie sind ferner Mehrschichtkondensatoren, insbesondere Doppelschichtkondensatoren beispielsweise aus dem Vortrag „Grundlegende Technologie von Doppelschichtkondensatoren", Herrn M. Waidhas, Siemens AG, Corporate Technology, Erlangen, ZVEI-Workshop, 2004 bekannt. Derartige Mehrschichtkondensatoren bestehen aus mehreren kapazitiven Schichten und weisen ein elektrostatisches Speicherprinzip auf. Im Vergleich zu herkömmlichen Akkumulatoren besitzen diese eine hohe Leistungsdichte sowie eine hohe Zyklenlebensdauer.For storage of electrical energy are also multi-layer capacitors, in particular double-layer capacitors, for example, from the lecture "Basic Technology of Double Layer Capacitors", Mr. M. Waidhas, Siemens AG, Corporate Technology, Erlangen, ZVEI Workshop, 2004 known. Such multilayer capacitors consist of several capacitive layers and have an electrostatic storage principle. Compared to conventional accumulators, these have a high power density and a high cycle life.

Ferner sind aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 55 393 A1 eine planare Schichtbauweise aufweisende Polymer-Kondensatoren bekannt, die zumindest eine erste, eine leitfähige Schicht aufweisende Elektrode, zumindest eine zweite, eine leitfähige Schicht aufweisende Elektrode und zumindest eine zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnete leitfähige Polymerschicht aufweisen, wobei die Elektroden und die Polymerschicht zumindest einfach planar geschichtet sind und dass zumindest eine leitfähige Schicht zumindest eine dielektrische Schicht aufweist. Mittels der beschriebenen planaren Ausbildung eines Polymer-Kondensators ist es im Gegensatz zu bekannten kapazitiven Lösungen für Leiterplatten möglich, eine um mehrere Größenordnung größere Kapazität zu integrieren. Durch die planare Ausführung lassen sich derartige Elektrolyt-Kondensatoren ultradünn und planar ausführen und höhere Formfaktoren als bisher erreichen.Furthermore, from the German patent application DE 101 55 393 A1 a layered planar polymer capacitors having at least a first conductive layer having electrode, at least one second conductive layer having an electrode and at least one arranged between the first and the second electrode conductive polymer layer, wherein the electrodes and the polymer layer at least simply planar layered and that at least one conductive layer has at least one dielectric layer. By means of the described planar design of a polymer capacitor, in contrast to known capacitive solutions for printed circuit boards, it is possible to integrate a capacitance that is several orders of magnitude larger. Due to the planar design, such electrolytic capacitors can be made ultrathin and planar and achieve higher form factors than hitherto.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur effizienten Speicherung von Energie in beliebigen Objekten zu schaffen.outgoing Of the cited prior art, the invention is the task underlying, a possibility for the efficient storage of energy in any objects create.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments are the dependent Claims too remove.

Erfindungsgemäß weist eine Aufbaustruktur eines Fahrzeugs oder eines unbeweglichen Objekts, beispielsweise eine Karosserie eines Fahrzeugs oder eine Wand eines Gebäudes zumindest einen einzelnen Abschnitt auf, welcher zumindest eine kapazitive Schicht umfasst. Dies hat den Vorteil, dass ohne zusätzlichen Platzbedarf zum Objekt oder zum Fahrzeug Energie gespeichert werden kann.According to the invention, a body structure of a vehicle or of a stationary object, for example a body of a vehicle or a wall of a building, has at least one individual section, which has at least one ka comprises pacitive layer. This has the advantage that energy can be stored without additional space required for the object or for the vehicle.

Vorzugsweise sind zumindest zwei kapazitive Schichten vorgesehen, so dass ein Kondensator in der Aufbaustruktur selbst gebildet wird.Preferably At least two capacitive layers are provided, so that a Capacitor is formed in the body structure itself.

Alternativ wird die kapazitive Schicht durch eine außerhalb der Aufbaustruktur liegende weitere kapazitive Schicht er gänzt, beispielsweise bei einem unbeweglichen Objekt durch eine entsprechende Wand eines weiteren unbeweglichen Objekts.alternative the capacitive layer is replaced by an outside structure lying further capacitive layer he complements, for example, in a immovable Object through a corresponding wall of another immovable Object.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Aufbaustruktur einer Stützstruktur und eine umhüllende Struktur auf, wobei dann zumindest einzelne Abschnitte der umhüllenden Struktur kapazitive Schichten umfassen.According to one advantageous embodiment, the body structure of a support structure and an enveloping one Structure on, in which case at least individual sections of the enveloping Structure capacitive layers include.

Z.B. bei einem Auto kann die Stützstruktur durch das Fahrgestell gebildet werden, die umhüllende Struktur durch die Karosserie. Z.B. bei einem Fahrrad wird Stützstruktur und umhüllende Struktur durch einen Rahmen des Fahrrads gebildet. Z.B. bei einem Schiff ist die umhüllende Struktur die Umhüllung des Schiffskörpers und Aufbauten darauf.For example, in a car, the support structure can through the chassis are formed, the enveloping structure through the bodywork. For example, a bike becomes a support structure and enveloping Structure formed by a frame of the bicycle. For example, at a Ship is the enveloping one Structure the serving of the hull and superstructures on it.

Durch einen derartigen Aufbau zumindest einzelner Abschnitte beispielsweise der Gehäusewand eines Solarmoduls oder der Karosserie eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges können besonders Platz sparend zusätzliche Speichermodule in das jeweilige unbewegliche bzw. bewegliche Objekt integriert werden, ohne hierdurch das Gewicht des Solarmoduls bzw. des Fahrzeuges merklich zu erhöhen. Diese bilden somit einzelne ansteuerbare „Oberflächenspeichermodule" aus.By Such a structure of at least individual sections, for example the housing wall a solar module or the body of a vehicle, in particular Motor vehicles can be special Space saving additional Memory modules in the respective immobile or movable object be integrated, without thereby reducing the weight of the solar module or of the vehicle noticeably increase. These thus form individual controllable "surface storage modules".

Besonders vorteilhaft bilden die kapazitiven Schichten zumindest einen eine planare Schichtbauweise aufweisenden Polymer-Kondensator aus. Derartige in planarer Schichtbauweise aufgebauten Polymer-Kondensatoren sind besonders vorteilhaft zu Herstellung von ultradünnen und planar ausgeführten Gehäusewänden und Karosserien geeignet.Especially Advantageously, the capacitive layers form at least one planar laminated construction having polymer capacitor. Such in planar Laminated polymer capacitors are special advantageous for the production of ultra-thin and planar housing walls and Body suitable.

Ein derartiger Polymer-Kondensator weist zumindest eine dielektrische Schicht und eine Polymerschicht auf, die zwischen einer ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet sind. Derartige Polymer-Kondensator weisen neben einer dünnen Schichtdicke eine hohe Formfestigkeit auf. Darüber hinaus weisen derartige Polymer-Kondensatoren keine Elektrolyt-Flüssigkeit auf, wodurch eine einfache Recyclebarkeit sichergestellt ist. Insbesondere in Hinblick auf die verschärf ten Europäischen Rücknahmevorschriften bzgl. der Widerverwertbarkeit von einzelnen Bauelementen in Kraftfahrzeugen bietet dies einen enormen Vorteil gegenüber herkömmlichen Batterieeinheiten.One Such polymer capacitor has at least one dielectric Layer and a polymer layer between a first and second electrically conductive Layer are arranged. Such polymer capacitor have in addition a thin one Layer thickness on a high dimensional stability. In addition, such Polymer capacitors do not absorb any electrolyte liquid, causing a easy recyclability is ensured. In particular with regard to on the tightened th European redemption provisions regarding the recoverability of individual components in motor vehicles This offers a huge advantage over conventional battery units.

Alternativ können die kapazitiven Schichten einen Mehrschichtkondensator ausbilden, welcher zumindest eine erste und zweite mit einem Elektrolyt durchsetzten Kohlenstoffschicht aufweist, zwischen denen eine Separatorschicht angeordnet ist. Die erste und zweite mit einem Elektrolyt durchsetzte Kohlenstoffschicht sind zwischen einer ersten und zweiten Kollektorschicht angeordnet, welche vorzugsweise aus Aluminium hergestellt ist. Neben Ihrer flachen Ausbildung weisen derartige Mehrschichtkondensatoren im Vergleich zu herkömmlichen Akkumulatoren eine hohe Leistungsdichte sowie eine hohe Zyklenlebensdauer auf.alternative can the capacitive layers form a multilayer capacitor, which penetrated at least a first and second with an electrolyte Carbon layer between which a separator is arranged. The first and second interspersed with an electrolyte Carbon layer are between a first and second collector layer arranged, which is preferably made of aluminum. Next Their flat training have such multi-layer capacitors compared to conventional Accumulators a high power density and a long cycle life on.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to an exemplary embodiment with reference to FIGS explained in more detail. It demonstrate:

1 beispielhaft ein Fahrzeug mit einer abschnittsweise als kapazitiven Schichten gebildeten Karosserie, 1 by way of example a vehicle with a body sectionally formed as capacitive layers,

2 beispielhaft einen Schnitt durch die einzelnen planaren Schichten des Polymer-Kondensators und 2 for example, a section through the individual planar layers of the polymer capacitor and

3 beispielhaft einen Schnitt durch die einzelnen Schichten eines Mehrschichtkondensators. 3 for example, a section through the individual layers of a multilayer capacitor.

In 1 ist beispielhaft in einem schematischen Blockbild in einer Ausschnittsdarstellung ein bewegliches Objekt, insbesondere der vordere Abschnitt eines Fahrzeuges F dargestellt.In 1 is exemplified in a schematic block diagram in a sectional view of a movable object, in particular the front portion of a vehicle F shown.

Das Fahrzeug F weist eine Karosserie K auf, welche vorzugsweise mehrteilig ausgebildet ist. Beispielsweise weist die Karosserie K ein Motorraumdeckelelement MDE, welches zur Speicherung von elektrischer Energie mit mehreren kapazitiven Schichten CL versehen ist. Derartige kapazitive Schichten CL können somit zur Herstellung von Karosserien K unterschied lichster Form und Typ verwendet werden. Insbesondere kann die Karosserie K eines Verkehrsmitteln wie beispielsweise Kraftfahrzeuge, Lastkraftwägen, Busse, Flugzeuge, Schiffe etc. aus derartigen kapazitiven Schichten CL zumindest abschnittsweise aufgebaut sein.The Vehicle F has a body K, which is preferably in several parts is trained. For example, the body K has an engine compartment lid member MDE, which is used to store electrical energy with several capacitive layers CL is provided. Such capacitive layers CL can thus for the production of bodies K unterschiedst different form and type are used. In particular, the body K of a Means of transport such as motor vehicles, heavy goods vehicles, buses, Aircraft, ships etc. from such capacitive layers CL be constructed at least in sections.

Einzelne Abschnitte der Karosserie K können beispielsweise aus derartigen kapazitiven Schichten CL gebildet werden, d.h. in die Karosserie K sind einzelne „Oberflächenspeichermodule" zur Speicherung von elektrischer Energie integriert. Hierbei sind unterschiedlichste Anordnungen derartiger kapazitiver Schichten CL in unterschiedlichen Abschnitten der Karosserie K eines Fahrzeuges F denkbar.Separate Sections of the body K can formed for example from such capacitive layers CL are, i. in the body K are individual "surface storage modules" for storage integrated by electrical energy. Here are the most diverse Arrangements of such capacitive layers CL in different Sections of the body K of a vehicle F conceivable.

Die elektrische Energie wird beispielsweise in Form von elektrischer Spannung oder Strom durch im Fahrzeug vorgesehene Solarmodule und/oder Rekuperationseinheiten z.B. Hybridmotoren zur Verfügung gestellt und zur Speicherung an die kapazitiven Schichten CL gesteuert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die kapazitiven Schichten CL mit einer im Fahrzeug F vorgesehenen Steuereinheit CU verbunden, welche zur Regelung der in den kapazitiven Schichten CL gespeicherten elektrischen Energie eingerichtet ist.The Electrical energy is for example in the form of electrical Voltage or current through solar modules provided in the vehicle and / or recuperation units e.g. Hybrid engines available and controlled for storage at the capacitive layers CL. In a preferred embodiment are the capacitive layers CL with a provided in the vehicle F. Control unit CU connected, which for the regulation of the capacitive Layers CL stored electrical energy is set up.

Die genannten „Oberflächenspeichermodule" können beispielsweise auch zusätzlich zu einer im Fahrzeug üblicherweise angeordneten, die Starterbatterieeinheit bildenden Akkumulatoreinheit AU vorgesehen werden, welche ebenfalls mit der Steuereinheit CU verbunden ist. Die Ladezustände bzw. Ladevorgänge der Akkumulatoreinheit AU sind ebenfalls über die Steuereinheit CU steuer- bzw. regelbar.The For example, "surface memory modules" may be mentioned also in addition to one in the vehicle usually arranged, the starter battery unit forming accumulator unit AU are provided, which also with the control unit CU connected is. The charge states or charging processes the accumulator unit AU are likewise controlled by the control unit CU. or adjustable.

Die kapazitiven Schichten CL können beispielsweise mehrlagig ausgeführt werden, d.h. es können durch die kapazitiven Schichten CL mehrere parallel zueinander angeordnete Kondensatoreneinheiten, beispielsweise Polymerschichtkondensatoren PK und/oder Mehrschichtkondensatoren MKS ausgebildet werden.The capacitive layers CL can for example, executed in multiple layers are, i. it can through the capacitive layers CL a plurality of mutually parallel Capacitor units, for example polymer layer capacitors PK and / or multilayer capacitors MKS are formed.

In 2 ist zur Erläuterung des Aufbaus der einen Polymerschichtkondensator PK ausgebildeten kapazitiven Schichten CL ein Schnitt durch den Motorraumdeckel MDE entlang der Linie I-I beispielhaft dargestellt.In 2 For illustration of the construction of the capacitive layers CL formed by a polymer layer capacitor PK, a section through the engine compartment cover MDE along the line II is shown by way of example.

Die kapazitiven Schichten CL werden von zumindest einer dielektrischen Schicht DS und zumindest einer Polymerschicht PS gebildet, die zwischen zumindest einer ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht ES1, ES2 angeordnet sind. Somit bildet die aus den kapazitiven Schichten CL hergestellte Karosserie K zumindest abschnittsweise einen eine planare Schichtbauweise aufweisenden Polymer-Kondensator PK aus.The capacitive layers CL are of at least one dielectric Layer DS and at least one polymer layer PS formed between at least one first and second electrically conductive layer ES1, ES2 are arranged. Thus it forms from the capacitive layers CL manufactured body K at least partially a planar layered polymer capacitor PK from.

Die erste und zweite elektrisch leitfähige Schicht ES1, ES2 bilden die erste und zweite Elektrode des Polymer-Kondensators PK, wobei die Polymerschicht PS ebenfalls elektrisch leitend ist und somit den elektrischen Kontakt zwischen der dielektrischen Schicht DS und der zweiten elektrisch leitenden Schicht ES2 bzw. zweiten Elektrode herstellt.The form first and second electrically conductive layer ES1, ES2 the first and second electrodes of the polymer capacitor PK, wherein the polymer layer PS is also electrically conductive and thus the electrical contact between the dielectric layer DS and the second electrically conductive layer ES2 or second electrode produces.

Unter Verwendung der aus dem Stand der Technik bekannten planaren Schichtbauweise von derartigen Polymer-Kondensatoren PK können ultradünne und planar ausgeführte Gehäusewände und Karosserien K hergestellt werden, welche eine hohe Formfestigkeit aufweisen. Die ultradünne und planare Ausführung sowie die unmittelbare Anpassung der einzelnen kapazitiven Schichten CL des Polymer-Kondensators PK an die Formgebung der Karosserie K erfordert keinen zusätzlichen Bauraum innerhalb des Fahrzeugs F.Under Use of the planar layer construction known from the prior art of such polymer capacitors PK can ultrathin and planar housing walls and bodies K are produced, which have a high dimensional stability. The ultrathin and planar design as well as the immediate adaptation of the individual capacitive layers CL of the polymer capacitor PK to the shape of the body K requires no additional Space inside the vehicle F.

Alternativ hierzu können gemäß 3 die kapazitiven Schichten CL einen Mehrschichtkondensator MKS ausbilden. Der Mehrschichtkondensator MSK weist zumindest eine erste und zweite mit einem Elektrolyt durchsetzte Kohlenstoffschicht KS1, KS2 auf, zwischen denen eine Separatorschicht SS angeordnet ist. Die erste und zweite mit einem Elektrolyt durchsetzte Kohlenstoffschicht KS1, KS2 sind zwischen einer ersten und zweiten Kollektorschicht SKS1, SKS2 angeordnet, welche vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sind.Alternatively, according to 3 the capacitive layers CL form a multi-layer capacitor MKS. The multilayer capacitor MSK has at least one first and second carbon layer KS1, KS2 which is penetrated by an electrolyte and between which a separator layer SS is arranged. The first and second carbon layer KS1, KS2 interspersed with an electrolyte are arranged between a first and second collector layer SKS1, SKS2, which are preferably made of aluminum.

Beispielsweise können die zur Bildung eines derartigen Polymer-Kondensators PK vorgesehen kapazitiven Schichten CL zusätzlich auf der bestehenden Karosserie K eines Fahrzeuges F aufgebracht werden, welche aufgrund Ihrer geringen Schichtdicken die Gesamtstärke der Karosserie unmerklich vergrößern. Die Tatsache, dass derartige Polymer-Kondensator PK keine Elektrolyt-Flüssigkeit aufweisen, begünstigt den Einsatz der Polymer-Kondensators als „Oberflächenspeichermodule" gegenüber den Mehrschichtkondensators MSK, welche dadurch einfach recyclebar sind. Insbesondere in Hinblick auf die verschärften Europäischen Rücknahmevorschriften bzgl. der Widerverwertbarkeit von einzelnen Bauelementen in Kraftfahrzeugen bietet dies einen enormen Vorteil gegenüber herkömmlichen Akkumulatoreneinheiten AU.For example can the capacitive provided for the formation of such a polymer capacitor PK Layers CL in addition applied to the existing body K of a vehicle F. which, due to their small layer thicknesses, the overall strength of the Increase body imperceptibly. The Fact that such polymer condensers PK have no electrolyte liquid, favored the use of the polymer capacitor as "surface storage modules" over the Multi-layer capacitor MSK, which are therefore easily recyclable. In particular with regard to the stricter European withdrawal rules with regard to Reusability of individual components in motor vehicles This offers a huge advantage over conventional accumulator units AU.

Zusätzlich können die erste und/oder zweite elektrisch leitfähige Schicht ES1, ES2 des Polymer-Kondensators PK oder die erste und/oder zweite Kollektorschicht SKS1, SKS2 des Mehrschichtkondensators MSK mit jeweils einer äußeren elektrisch isolierenden Schicht EIS versehen werden, welche beispielsweise lackierbar ist. Hierdurch sind auch unter Verwendung einer Karosserie K mit integrierten Polymer-Kondensatoren PK und/oder Mehrschichtkondensator MSK die Gestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich des Fahrzeugdesigns keinesfalls eingeschränkt sowie ein gleichzeitiger Schutz der einzelnen Polymer-Kondensatoren PK und/oder Mehrschichtkondensatoren MSK gegen äußere Einflüsse, insbesondere Witterungseinflüsse gegeben.In addition, the first and / or second electrically conductive layer ES1, ES2 of the polymer capacitor PK or the first and / or second collector layer SKS1, SKS2 of Multilayer capacitor MSK, each with an external electrically insulating Layer EIS are provided, which is paintable, for example. This also means using a body K with integrated polymer capacitors PK and / or multilayer capacitor MSK the design options not limited in terms of vehicle design as well a simultaneous protection of the individual polymer capacitors PK and / or multilayer capacitors MSK against external influences, in particular weathering given.

Zur Regelung der zum Laden oder Entladen des Polymer-Kondensators PK und/oder Mehrschichtkondensators MSK zugeführten elektrischen Spannung und/oder des elektrischen Stromes ist die erste und zweite leitfähige Schicht ES1, ES2 eines Polymer-Kondensators PK bzw. die erste und zweite Kollek torschicht SKS1, SKS2 eines Mehrschichtkondensators MSK jeweils mit der Steuereinheit CU verbunden.to Control for charging or discharging the polymer capacitor PK and / or multilayer capacitor Fed MSK electrical voltage and / or electric current is the first and second conductive Layer ES1, ES2 of a polymer capacitor PK or the first and second collector layer SKS1, SKS2 of a multilayer capacitor MSK each connected to the control unit CU.

Vorzugsweise sind zur Bereitstellung von elektrischer Energie im Fahrzeug F beispielsweise die Akkumulatoreinheit AU und zumindest einer der Polymer-Kondensatoren PK bzw. Mehrschichtkondensatoren MSK derart miteinander verschaltet, dass ein Laden der Polymer-Kondensatoren PK und/oder Mehrschichtkondensators MSK ausschließlich über von der Akkumulatoreinheit AU unabhängige Energiequellen, beispielsweise einem Generator, einer Hybridmotoreinheit oder einem Solarmodul erfolgt. Über die Speichereinheit CU wird ferner der Verbrauch der in der Akkumulatoreinheit AU und den Polymer-Kondensatoren PK bzw. den Mehrschichtkondensatoren MSK gespeicherten elektrischen Energie derart geregelt, dass zunächst die in den Polymer-Kondensatoren PK gespeicherte elektrische Energie verwendet wird, bevor auf die in der Akkumulatoreinheit AU gespeicherte elektrische Energie zurückgegriffen wird.Preferably are for providing electrical energy in the vehicle F, for example Accumulator AU and at least one of the polymer capacitors PK or multilayer capacitors MSK interconnected such that charging the polymer capacitors PK and / or multilayer capacitor MSK exclusively over from the accumulator unit AU independent Energy sources, such as a generator, a hybrid motor unit or a solar module. about the memory unit CU is also the consumption of the accumulator unit AU and the polymer capacitors PK or the multilayer capacitors MSK stored electrical Energy regulated so that first in the polymer capacitors PK stored electrical energy is used before on the used in the accumulator AU stored electrical energy becomes.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit CU zur Ausführung einer Laderoutine eingerichtet, mittels der ein zu starkes Auf- oder Entladen der Polymer-Kondensatoren PK und/oder der Mehrschichtkondensatoren MSK vermieden wird. Über die in der Steuereinheit CU ausgeführte Laderoutine werden die Ladevorgänge derart gesteuert, dass die im Polymer-Kondensatoren PK und/oder Mehrschichtkondensator MSK gespeicherte elektrische Energie möglichst konstant gehalten wird.In a preferred embodiment if the control unit CU is set up to execute a loading routine, by means of over-charging or discharging the polymer capacitors PK and / or the multilayer capacitors MSK is avoided. About the executed in the control unit CU Charging routine become the loading operations controlled such that in the polymer capacitors PK and / or multilayer capacitor MSK stored electrical energy is kept as constant as possible.

Auch können mehrere Polymer-Kondensatoren PK und/oder Mehrschichtkondensator MSK parallel zueinander angeordnet werden, d.h. beispielsweise auf zumindest einem Polymer-Kondensator PK ein weiterer Polymer-Kondensator PK und/oder ein Mehrschichtkondensator MSK aufgebracht werden.Also can several polymer capacitors PK and / or multilayer capacitor MSK are arranged parallel to each other, i. for example at least one polymer capacitor PK another polymer capacitor PK and / or a multi-layer capacitor MSK are applied.

Vorteilhaft können die kapazitiven Schichten CL auch an einer Wand eines unbeweglichen Objektes angebracht werden oder in diese integriert sein. Hierzu zählen beispielsweise Einfami lienhäuser, Hochhäuser, Fabrikhallen etc. Dabei können sowohl die kapazitiven Schichten CL sowohl an den Innen- als auch Außenwänden oder Dachflächenabschnitten der unterschiedlichen Gebäude angebracht werden oder diese zumindest abschnittsweise ausbilden.Advantageous can the capacitive layers CL also on a wall of an immovable Object be attached or integrated into this. For this counting for example, one-family houses, skyscrapers, factory buildings etc. can Both the capacitive layers CL on both the indoor and Exterior walls or Roof sections the different buildings be attached or at least partially form them.

Eine besondere Ausgestaltungsform sieht vor, transparente kapazitive Schichten CL auf Fensterscheiben aufzutragen, wobei die Transparenz mittels einer geeigneten Dotierung der Kondensatorschichten CL erzielt wird.A special embodiment provides transparent capacitive Lay layers CL on window panes, with the transparency achieved by means of a suitable doping of the capacitor layers CL becomes.

Die kapazitiven Schichten CL können ebenfalls zum Aufbau deren meist großflächigen Gehäusewände eines Solarmoduls Verwendung finden. Durch Integration einer Vielzahl von Polymer-Kondensatoren PK und/oder Mehrschichtkondensators MSK kann eine hohe Speicherkapazität erzielt werden.The capacitive layers CL can also to build their mostly large-scale housing walls of a solar module use Find. By integration of a variety of polymer capacitors PK and / or multi-layer capacitor MSK can achieve a high storage capacity become.

Derartige integrierte kapazitive Schichten CL aufweisende Solarmodule oder an Wänden eines Gebäudes angeordnete kapazitiven Schichten CL in Kopplung mit Solarpanelen bilden somit vollständig autonome Systeme zur Gewinnung und Speicherung von elektrischer Energie aus.such integrated capacitive layers CL having solar modules or on walls a building arranged capacitive layers CL in connection with solar panels thus form completely autonomous Systems for the production and storage of electrical energy.

Eine zwischengespeicherte elektrischer Energie bei einem Fahrrad durch eine Beschichtung zumindest eines Teils des Rahmens mit kapazitiven Elementen kann insbesondere zur Beibehaltung einer Beleuchtung beim Stillstand des Fahrrads z.B. bei Ampeln verwendet werden.A cached electrical energy in a bicycle through a coating of at least a part of the frame with capacitive elements In particular, to maintain a lighting at a standstill of the bicycle e.g. be used at traffic lights.

Die Erfindung wurde voranstehend anhand ausgewählter Ausführungsbeispiele beschrieben. Modifikationen an Ausführungsbeispielen sind insbesondere dadurch möglich, dass einzelne Merkmale eines Ausführungsbeispiels in ein anderes übernommen werden und somit Merkmale einzelner Ausführungsbeispiels miteinander kombiniert werden.The The invention has been described above with reference to selected exemplary embodiments. modifications at exemplary embodiments are in particular possible by that individual features of one embodiment are taken over into another and thus features of individual embodiments with each other be combined.

AUAU: Akkumulatoreinheitaccumulator
CLCL: kapazitive Schichtencapacitive layers
CUCU: Steuereinheitcontrol unit
DSDS: dielektrische Schichtdielectric layer
EISICE CREAM: elektrisch isolierende Schichtelectrical insulating layer
ES1ES1: erste elektrisch leitfähige Schichtfirst electrically conductive layer
ES2ES2: zweite elektrische leitfähige Schichtsecond electrical conductive layer
FF: Fahrzeugvehicle
KK: Karosseriebody
KS1KS1: erste Kohlenstoffschichtfirst Carbon layer
KS2KS2: zweite Kohlenstoffschichtsecond Carbon layer
MDEMDE: MotorraumdeckelelementEngine compartment lid member
MSKMSK: MehrschichtkondensatorMultilayer capacitor
PBPB: Polymer-KondensatorPolymer Capacitor
PSPS: Polymerschichtpolymer layer
SKS1SKS1: erste Kollektorschichtfirst collector layer
SKS2SKS2: zweite Kollektorschichtsecond collector layer
SSSS: Separatorschichtseparator

Claims

Device for storing electrical energy in a body structure of a vehicle or immovable object, characterized in that for storing electrical energy at least a single portion of the body structure (K) comprises at least one capacitive layer (CL).

The device of claim 1, wherein the body structure has a support structure and a wrap structure, wherein in the wrap structure the at least single section comprises the capacitive layer.

Device according to Claim 1 or 2, characterized that the body structure is formed by a body

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a plurality of capacitive layers (CL) are provided and these at least one a planar layered construction forming polymer capacitor (PK).

Device according to claim 4, characterized in that that the polymer capacitor (PK) at least one dielectric layer (DS) and a polymer layer (PS) interposed between a first and second electrically conductive Layer (ES1, ES2) are arranged.

Device according to claim 5, characterized in that in that the first and second electrically conductive layers (ES1, ES2) are the form first and second electrode of the polymer capacitor (PK).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitive layers (CL) are a multilayer capacitor Training (MSK).

Device according to claim 7, characterized in that that the multilayer capacitor (MSK) at least a first and second carbon layer interspersed with an electrolyte (KS1, KS2) between which a separator layer (SS) is arranged.

Device according to claim 8, characterized in that that the first and second interspersed with an electrolyte carbon layer (KS1, KS2) between a first and a second collector layer (SKS1, SKS2) are arranged.

Device according to claim 9, characterized in that that the first and second collector layer (SKS1, SKS2) made of aluminum are made.

Device according to one of claims 7 to 10, characterized that on a multilayer capacitor (MSK) or on a polymer capacitor (PK) at least one further multilayer capacitor (MSK) and / or a polymer capacitor (PK) is (are) applied.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized that the body structure a housing wall a solar module or an inner wall, an outer wall, a roof surface portion or comprises a window portion of a building.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the first and second conductive Layer (ES1, ES2) of the polymer capacitor (PK) and the first and second collector layer (SKS1, SKS2) of the multilayer capacitor (MSK) with a control unit (CU) to control the charge or Discharging the polymer capacitor (PK) and / or the multilayer capacitor (MSK) Voltage and / or current is connected.

Device according to claim 13, characterized in that that the control unit (CU) controls the in the polymer condenser (PK) or multilayer capacitor (MSK) stored electrical energy is set up.

Device according to one of claims 5 to 9, characterized that the first electrically conductive Layer (ES1) and / or the second electrically conductive layer (ES2) or the first collector layer (SKS1) and / or the second Collector layer (SKS2) at least one outer electrically insulating Layer (EIS) have.

Device according to claim 15, characterized in that that at least one of the outer electrical insulating layers (EIS) is paintable.

Device according to one of claims 1 to 16, characterized that the body (K) of a vehicle (F) at least in sections from the capacitive layers (CL) for storing electrical Energy is built up.

Device according to claim 17, characterized in that that in the vehicle (F) for additional storage of electrical energy an accumulator unit (AU) provided is.

Vehicle with a storage for electrical Energy-trained body (K), characterized in that for storing electrical energy at least individual sections of the Body (K) of capacitive layers (CL) are constructed.

Vehicle according to claim 19, characterized the capacitive layers (CL) at least one of a planar Laminated polymer capacitor (PK) and / or at least form a multilayer capacitor (MSK).

Vehicle according to claim 20, characterized in that the polymer capacitor (PK) at least one dielectric layer (DS) and a Polymer layer (PS), which are arranged between a first and second electrically conductive layer (ES1, ES2).

Vehicle according to claim 21, characterized in that the first and second electrically conductive layers (ES1, ES2) are the form first and second electrode of a polymer capacitor (PK).

Vehicle according to one of claims 20 to 22, characterized in that the multilayer capacitor (MSK) has at least one first and second one having an electrolyte penetrated carbon layer (KS1, KS2), between which a separator layer (SS) is arranged.

Vehicle according to claim 23, characterized in that the first and second carbon layer interspersed with an electrolyte (KS1, KS2) between a first and a second collector layer (SKS1, SKS2) are arranged.

Vehicle according to claim 24, characterized that the first and second collector layer (SKS1, SKS2) made of aluminum are made.

Vehicle according to one of claims 20 to 25, characterized that on a multilayer capacitor (MSK) or on a polymer capacitor (PK) at least one further multilayer capacitor (MSK) and / or a polymer capacitor (PK) is (are) applied.

Vehicle according to one of Claims 20 to 26, characterized that the first and second conductive Layer (ES1, ES2) of the polymer capacitor (PK) and the first and second collector layer (SKS1, SKS2) of the multilayer capacitor (MSK) with a control unit (CU) arranged in the vehicle (F) for regulating the charge or discharge of the polymer capacitor (PK) and / or the multilayer capacitor (MSK) supplied voltage and / or electricity are connected.