DE102008054656A1 - Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid - Google Patents

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid Download PDF

Info

Publication number
DE102008054656A1
DE102008054656A1 DE200810054656 DE102008054656A DE102008054656A1 DE 102008054656 A1 DE102008054656 A1 DE 102008054656A1 DE 200810054656 DE200810054656 DE 200810054656 DE 102008054656 A DE102008054656 A DE 102008054656A DE 102008054656 A1 DE102008054656 A1 DE 102008054656A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy storage
energy
energy store
fluid
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810054656
Other languages
English (en)
Inventor
Ursula Bartenschlager
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200810054656 priority Critical patent/DE102008054656A1/de
Priority to EP09759720A priority patent/EP2377195A1/de
Priority to PCT/EP2009/065616 priority patent/WO2010072489A1/de
Publication of DE102008054656A1 publication Critical patent/DE102008054656A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08—Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5038—Heating or cooling of cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34—Gastight accumulators
    • H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher (10) mit einer Oberfläche (15) und einem den Energiespeicher (10) umgebendes Fluid. Es ist vorgesehen, dass die Oberfläche (15) des Energiespeichers (10) zumindest bereichsweise Elemente (16, 17) aufweist, wobei die Elemente (16, 17) das Fluid derart beeinflussen, dass eine turbulente Strömung entsteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid.
  • Stand der Technik
  • Ein derartiger Energiespeicher ist bekannt, wobei unter dem Begriff Energiespeicher im Zusammenhang mit dieser Patentanmeldung sowohl Kondensatoren als auch Batterien zu verstehen sind. Dabei umfasst der Begriff Batterien auch Akkumulatoren, welche über viele Zyklen elektrisch geladen und wieder entladen werden können. Batterien bestehen aus einzelnen galvanischen Zellen, den Batteriezellen, die eine für die verwendete Materialkombination der Zelle charakteristische Spannung liefern. Um aus diesen Batteriezellen eine Batterie aufzubauen, die die geforderten Leistungs- und Energiemengen liefern kann, werden die einzelnen Batteriezellen elektrisch in Serie und/oder parallel geschaltet. Zum Heizen und/oder Kühlen der jeweiligen Energiespeicher sind in der Regel flüssige oder gasförmige Fluide vorgesehen, die an der Oberfläche der Energiespeicher vorbeigeführt werden oder dieses umgeben. Wird ein Körper mit niedriger Geschwindigkeit angeströmt, fließt die Strömung laminar, also ohne Turbulenzen. Bei einer Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit lösen sich die Wirbel von der Oberfläche des umströmenden Körpers ab und bilden ein mehr oder weniger periodisch verlaufendes Wirbelsystem aus. Diese Wirbelstraße aus sich am umströmten Körper bildenden, von der Strömung fortgetriebenen und schließlich dissipierten Wirbeln bildet die sogenannte Kármánsche Wirbelstraße. Dabei entstehen einzelne Wirbel an der jeweils linken und rechten Seite des umströmten Körpers, welche sich entgegengesetzt zueinander drehen. Die Strömung zwi schen diesen beiden Wirbeln verläuft in Richtung des umströmten Körpers und somit gegenläufig zu der eigentlichen, äußeren Strömung. Dabei erweist sich allerdings als nachteilig, dass durch die Kármánsche Wirbelstraße der Strömungswiderstand der Energiespeicher steigt und damit der Energiebedarf für die Bereitstellung der Fluidströmung erhöht wird. Darüber hinaus werden durch eine Kármánsche Wirbelstraße sowohl Geräuschemissionen als auch Schwingungen im System angeregt, wobei letztere im Resonanzfall negative Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit haben. Je nach Einsatzbereich werden unterschiedlich hohe Anforderungen an die Lebensdauer derartiger Energiespeicher gestellt, welche nur eingehalten werden können, wenn das Temperaturniveau auf der der Energiespeicheroberfläche entsprechend gesenkt werden kann. Das Kühlsystem für derartige Energiespeicher ist somit umso effizienter, je homogener das Temperaturniveau der einzelnen Energiespeicher ist und umso weniger Energie aufgewendet werden muss, um die Verlustleistung vom Energiespeichern abzuführen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßer Energiespeicher weist eine Oberfläche und ein den Energiespeicher umgebendes Fluid auf. Dabei ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Energiespeichers zumindest bereichsweise Elemente aufweist, wobei die Elemente das Fluid derart beeinflussen, dass eine turbulente Strömung entsteht. Dabei mach sich die Erfindung grundsätzlich das Prinzip einer mikroturbulenten Oberfläche zu nutze, bei der laminare Strömungsbereiche aufgrund von Querströmungen derart angeregt werden, dass Strömungsumschlag innerhalb der Grenzschicht von laminar zu turbulent entsteht. Auf diese Weise kann eine bessere Durchmischung des oberflächennahen Fluids mit dem kühleren Fluid in der ferneren Umgebung des Energiespeichers erzielt werden. Gleichzeitig bewirkt dieser Strömungsumschlag, dass bei quer angeströmten zylindrischen Energiespeichern die Ausbildung einer Kármánschen Wirbelstraße vermeidbar ist.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Oberfläche des Energiespeichers einen glatten Oberflächenbereich, wobei die Elemente zumindest bereichsweise, vorteilhafterweise aber im Wesentlichen flächendeckend, aus dem Oberflächenmaterial nach außen hervorstehend und/oder innen vertieft ausgebildet sind, wobei denkbar ist, dass – zumindest in einem Bereich – die Elemente im Wesentlichen als sphäri sche und/oder polygonale Vertiefungen und/oder Schlitze und/oder als sphärische und/oder polygonale Erhöhungen und/oder Formen und/oder Rippen ausgebildet sind. Eine derartige Oberflächenstruktur verringert sowohl den Strömungswiderstand als auch die Ausbildung von Ablösezonen. Auf diese Weise kann beispielsweise bei einem querangeströmten zylindrischen Energiespeicher erst bei einer höheren Anströmgeschwindigkeit eine Kármánsche Wirbelstraße ausgebildet werden, wobei die Rezirkulationszonen im Nachlauf der des quer angeströmten Energiespeichers kleiner sind, so dass einerseits die entstehenden Geräuschemissionen reduziert werden können und andererseits ein geringerer Strömungswiderstand und damit ein geringerer Energieaufwand für das Kühlsystem notwendig ist. Bei einem längsangeströmten zylindrischen Energiespeicher hingegen wird ein besserer Wärmeübergang erzeugt, weswegen diese Variante für eine höhere Leistungsdicht eingesetzt werden kann. Durch die Elemente entstehen somit turbulente und/oder mikroturbulente Strömungen, wodurch das Fluid an den Grenzschichten der Oberfläche besser zirkuliert, so dass ein homogener Wärmeübergang zwischen den einzelnen Energiespeichern gewährleistet und der jeweilige Temperaturunterschied verringert werden kann.
  • Vorteilhafterweise sind dabei mehrere Energiespeicher parallel zueinander und nebeneinander ausgerichtet, so dass das Fluid jeweils zwischen zwei benachbarten Energiespeichern vorbeiströmt und den Wärmetransfer zwischen den einzelnen Energiespeichern, also einen direkten Wärmeaustausch zwischen diesen, ermöglicht. Um das Fluid zum Energiespeicher hin- und/oder von dem Energiespeicher wegzuleiten sind in der Regel zusätzliche Wärmetransporteinrichtungen, wie beispielsweise eine Zu- und Abfuhrleitung für das Fluid vorgesehen.
  • Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Energiespeicher um einen elektrochemischen Energiespeicher, wie beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator, und/oder einen elektrischen Energiespeicher, wie beispielsweise einen Kondensator. Dabei ist die wiederaufladbare Batterie (der Akkumulator) ein über viele Zyklen elektrisch ladbarer und wieder entladbarer elektrochemischer Energiespeicher, der einzelne galvanische Zellen, die Batteriezellen, aufweist, die eine für die verwendete Materialkombination der jeweiligen Zelle charakteristische Spannung liefern. Insbesondere handelt es sich um Energiespeicher mit Lithium Ionen Technologie. Ferner ist die äußere Form des Energiespeichers nicht festgelegt und kann sowohl eckige als auch runde, flache, dicke, längliche und/oder gestauchte Formen aufweisen. Um eine geforderte Leistungs- und Energiekapazität der Batterie zu erreichen, werden die einzelnen Batteriezellen elektrisch in Serie und/oder parallel geschaltet. Ein Batterieelement der Batterie ist eine einzelne Batteriezelle oder eine kompakte Batterieanordnung miteinander elektrisch verschalteter Batteriezellen, wobei die einzelne Batteriezelle die kleinste Elemente-Einheit der Batterie ist.
  • Bevorzugt ist das Fluid ein flüssiges Fluid, also eine Flüssigkeit, oder ein gasförmiges Fluid, also ein Gas, wobei bevorzugt eine Pumpeinrichtung zur Zufuhr und/oder Abfuhr des Fluid vorgesehen ist. Anstelle einer aktiven Luftbewegung wird als Gas vorzugsweise die Umgebungsluft des Energiespeichers und für die Pumpeinrichtung ein Lüfter verwendet. So kann beispielsweise bei Fahrzeugen als gasförmiges Fluid der Fahrtwind verwendet werden, welcher unmittelbar am Einbauort selber zur Verfügung steht. Denkbar ist aber auch die Verwendung einer natürlichen Konvektionsströmung als gasförmiges Fluid.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Oberfläche des Energiespeichers – zumindest teilweise – aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, vorzugsweise einem thermisch leitfähigen Kunststoffmaterial oder Metall. Aufgrund des Herstellungsprozesses von sowohl Kondensatoren als auch Batterien, welcher in der Regel einen Fügeprozess beinhaltet, ist es besonders vorteilhaft, dass die Elemente unmittelbar aus dem Oberflächenmaterial des Energiespeichers selbst geprägt, gepresst und/oder gebördelt werden können. Dabei ist ein Kupfer- oder Aluminiummaterial besonders vorteilhaft. Alternativ ist aber auch eine Aufprägung der Elemente auf die Oberfläche denkbar, wenn kein Fügeprozess durchgeführt wird. Ferner können die Elemente bereits bei der Herstellung des Oberflächenmaterials, bzw. der Außenhülse des Energiespeichers hergestellt werden, so dass ein zusätzlicher Fertigungsschritt während der Herstellung des Energiespeichers unnötig ist.
  • Der Energiespeicher ist insbesondere für ein Hybridfahrzeug und/oder ein Elektrofahrzeug geeignet, wobei der Energiespeicher in diesem Fall besonders bevorzugt als Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der Energiespeicher insbesondere für elektrische Schaltungen, zum Beispiel in Steuergeräten geeignet, wobei er in diesem Fall besonders bevorzugt als Elektrolytkondensator ausgebildet ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematisch perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers;
  • 2a eine Detailansicht des Bereichs A aus 1 mit einer ersten möglichen Oberflächenvariante des Energiespeichers;
  • 2b eine Detailansicht des Bereichs A aus 1 mit einer zweiten möglichen Oberflächenvariante des Energiespeichers.
  • Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Energiespeicher 10. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher 10 eine einzelne Batteriezelle jeweils zwei Kontaktelementen 20, 25, einem Plus-Pol 20 und einem Minus-Pol 25. Der Energiespeicher 10 ist im Wesentlichen quaderförmig und weist eine Oberfläche 15 auf. Die Oberfläche 15 umfasst ein Flächenpaar gegenüberliegender Seitenflächen, die deutlich größer sind, als die Flächen der anderen Flächenpaare. An einer ersten Fläche einer der anderen Flächenpaare des Energiespeichers 10 sind die jeweils zwei Kontakteelemente 20, 25 der Batteriezelle angeordnet. Die im Betrieb des Energiespeichers 10 entstehende Abwärme wird über ein Fluid, welches unmittelbar an der Oberfläche 15 des Energiespeichers 10 vorbeigeleitet wird, abgeführt. Auf diese Weise können mehrere nebeneinander und/oder hintereinander angeordnete Energiespeicher 10 untereinander thermisch gut leitend verbunden werden. Die Oberfläche 15 des Energiespeichers 10 weist erfindungsgemäße zumindest bereichsweise Elemente 16, 17 auf, welche das Fluid derart beeinflussen, dass eine turbulente/mikroturbulente Strömung entsteht, die innerhalb des Fluid Wirbel ausbildet. In den 2a und 2b sind zwei mögliche Ausführungsvarianten einer derartigen Oberflächenstruktur dargestellt, wobei die Oberfläche 15 in der 2a mehrere Vertiefungen aufweist und eine Art Golf ballstruktur 16 ausbildet. Dagegen weist die Oberfläche 15 in der 2b mehrere schuppenartige Elemente 17, die einer Haifischhaut ähneln, auf. Grundsätzlich ist aber jede Oberflächenstrukturen denkbar, welche bei den gängigen Anströmungsgeschwindigkeiten des Fluid eine turbulente und/oder mikroturbulente Strömung verursachen und dabei derartige Wirbel innerhalb des Fluid ausbilden kann. Diese Wirbel liegen vorzugsweise nahe an der unteren Dissipationsgrenze, so dass eine bessere Durchmischung des Fluid gewährleistet, ein homogener Wärmeübergang ermöglicht und der Temperaturunterschied zwischen den Energiespeichern 10 verringert werden kann. Auf diese Weise weisen alle Energiespeicher 10 an der Oberfläche 15 nahezu die gleiche Temperatur auf, so dass der Temperaturunterschied zwischen jeder einzelnen Seitenflächen/Oberflächen 15 der Energiespeicher 10 und/oder der einzelnen Seitenflächen/Oberflächen 15 untereinander im gesamten Arbeits-Temperaturbereich des Energiespeichers nur wenige Kelvin (K) beträgt. Da das Fluid zumeist zum Kühlen des Energiespeichers 10 genutzt wird, wird es auch als Kühlmittel und der entsprechende Kreislauf als Kühlmittelkreislauf bezeichnet. Das Fluid ist vorzugsweise ein wasserbasiertes, ölbasiertes oder gasförmiges Kühlmittel.

Claims (13)

  1. Energiespeicher (10) mit einer Oberfläche (15) und einem den Energiespeicher (10) umgebendes Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (15) des Energiespeichers (10) zumindest bereichsweise Elemente (16, 17) aufweist, wobei die Elemente (16, 17) das Fluid derart beeinflussen, dass eine turbulente Strömung entsteht.
  2. Energiespeicher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10) ein elektrochemischer Energiespeicher, wie beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator ist.
  3. Energiespeicher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10) ein elektrischer Energiespeicher, wie beispielsweise einen Kondensator ist.
  4. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein gasförmiges und/oder ein flüssiges Fluid ist.
  5. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (15) aus Kunststoff und/oder Metall besteht.
  6. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (15) einen glatten Oberflächenbereich bildet und die Elemente (16, 17) aus dem Oberflächenmaterial nach außen hervorstehend und/oder innen vertieft ausgebildet sind.
  7. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (16, 17) aus dem Oberflächenmaterial des Energiespeichers (10) selbst geprägt, gepresst und/oder gebördelt sind.
  8. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (16, 17) im Wesentlichen als sphärische und/oder polygonale Vertiefungen und/oder Schlitze ausgebildet sind.
  9. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (16, 17) im Wesentlichen als sphärische und/oder polygonale Erhöhungen und/oder Formen und/oder Rippen ausgebildet sind.
  10. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10) für ein Hybridfahrzeug und/oder ein Elektrofahrzeug ist.
  11. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10) für ein Steuergerät ist.
  12. Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10) eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie ist.
  13. Energiespeicher (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10) ein Elektrolytkondensator ist.
DE200810054656 2008-12-15 2008-12-15 Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid Withdrawn DE102008054656A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810054656 DE102008054656A1 (de) 2008-12-15 2008-12-15 Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid
EP09759720A EP2377195A1 (de) 2008-12-15 2009-11-23 Energiespeicher mit einer oberfläche und einem den energiespeicher umgebendes fluid
PCT/EP2009/065616 WO2010072489A1 (de) 2008-12-15 2009-11-23 Energiespeicher mit einer oberfläche und einem den energiespeicher umgebendes fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810054656 DE102008054656A1 (de) 2008-12-15 2008-12-15 Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008054656A1 true DE102008054656A1 (de) 2010-06-17

Family

ID=41630967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810054656 Withdrawn DE102008054656A1 (de) 2008-12-15 2008-12-15 Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2377195A1 (de)
DE (1) DE102008054656A1 (de)
WO (1) WO2010072489A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016217483A1 (de) 2016-09-14 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen und Batterie
DE102016219286A1 (de) 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher mit Energiespeicherzellen deren Seitenflächen mit einem Muster versehen sind
US11165110B2 (en) 2016-10-05 2021-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stored electrical energy source having cooling plates arranged between the cells for emergency cooling
US11183719B2 (en) 2016-10-05 2021-11-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stored electrical energy source having an emergency cooling device
DE102022119658A1 (de) 2022-08-04 2024-02-15 Audi Aktiengesellschaft Karosseriekomponente zum Austausch thermischer Energie

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5492779A (en) * 1994-10-24 1996-02-20 General Motors Corporation Heat dissipating battery
EP1678769B1 (de) * 2003-10-28 2011-09-28 Johnson Controls Technology Company Batteriesystem mit verbesserter wärmeableitung
KR20060102852A (ko) * 2005-03-25 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
EP1977474A1 (de) * 2006-01-06 2008-10-08 Johnson Controls Technology Company Batteriesystem mit verteiler für die abwasserfreigabe

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016217483A1 (de) 2016-09-14 2018-03-15 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen und Batterie
DE102016219286A1 (de) 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher mit Energiespeicherzellen deren Seitenflächen mit einem Muster versehen sind
US11165110B2 (en) 2016-10-05 2021-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stored electrical energy source having cooling plates arranged between the cells for emergency cooling
US11183719B2 (en) 2016-10-05 2021-11-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stored electrical energy source having an emergency cooling device
DE102022119658A1 (de) 2022-08-04 2024-02-15 Audi Aktiengesellschaft Karosseriekomponente zum Austausch thermischer Energie

Also Published As

Publication number Publication date
EP2377195A1 (de) 2011-10-19
WO2010072489A1 (de) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2389705B2 (de) Temperiertes batteriesystem ii
DE102011118686B4 (de) Batterie mit aktiv gekühlter Stromschiene, Verfahren zur Kühlung der Stromschiene, Verwendung der Batterie, Fahrzeug und Stromschiene
DE112007002809T5 (de) Elektrisches Leistungszuführsystem
DE19750069A1 (de) Akkumulatorenbatterie mit Temperiervorrichtung
DE102013218674A1 (de) Batteriezelle, Batterie und Fahrzeug
DE102009040147A1 (de) Elektrochemischer Energiespeicher für Fahrzeuge und Verfahren zum Kühlen oder Erwärmen eines solchen elektrochemischen Energiespeichers
WO2011138156A1 (de) Elektrischer energiespeicher, kühlvorrichtung
DE102008054656A1 (de) Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Oberfläche und einem den Energiespeicher umgebendes Fluid
DE102013215975B4 (de) Abstandshalter für eine Batterie, Batterie und Kraftfahrzeug
EP3319148A1 (de) Batteriemodul
DE102008054949A1 (de) Verfahren zum Einstellen der Temperatur mindestens eines Batterieelements einer wiederaufladbaren Batterie
DE102015113711A1 (de) Gewinkelte Batteriezellenausgestaltung für eine Traktionsbatteriebaugruppe
WO2013023847A1 (de) Batteriemodul mit luftkühlung sowie kraftfahrzeug
DE112015001249B4 (de) Thermoelektrische Anordnung und Verfahren zum Zusammensetzen einer thermoelektrischen Anordnung
DE102014202549A1 (de) Elektrische Energiespeichereinrichtung und Verfahren zum Entwärmen einer elektrischen Energiespeichereinrichtung
DE102018222404B4 (de) Anordnung zur elektrischen Verbindung elektrochemischer Speicherzellen und/oder Zellmodule untereinander sowie Batterie oder Fahrzeug dazu
DE102014105123A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
WO2013023848A1 (de) Batteriezelle, batteriezellenmodul, batterie und kraftfahrzeug
DE102011115561B4 (de) Wärmemanagementkomponente für ein ress-batteriemodul und verfahren zum steuern der wärmeenergie eines ress-batteriemoduls
DE102011007606A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Homogenisierung der Temperaturverteilung fluidtemperierter Körper
DE102014202547A1 (de) Elektrische Energiespeicherzelle und Verfahren zum Entwärmen einer elektrischen Energiespeicherzelle
DE102013201129A1 (de) Batteriemodul mit einem thermischen Element
DE102019203303B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers sowie Fahrzeug
EP2649667A1 (de) Batteriezelle
DE102012219384A1 (de) Modulverbinder für Batteriepacks, Batteriepack sowie Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120703