DE102011006648A1 - Energy storage device with a solar cell module and associated operating method - Google Patents

Energy storage device with a solar cell module and associated operating method Download PDF

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Abstract

Eine Energiespeichervorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug 12, insbesondere einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfasst gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 2, ein Solarzellenmodul 3 und mindestens einen elektrochemischen und/oder elektrostatischen Energiespeicher 5, welcher im Gehäuse 2 angeordnet ist. Die Energiespeichervorrichtung 1 weist weiterhin eine elektrische Temperierungsvorrichtung 4 zur Temperierung des Energiespeichers auf. Die Temperierungsvorrichtung 4 ist zur Versorgung mit elektrischer Energie mit dem Solarmodul 3 elektrisch verbunden.According to the subject matter of the present invention, an energy storage device 1 for a motor vehicle 12, in particular a hybrid or electric vehicle, comprises a housing 2, a solar cell module 3 and at least one electrochemical and / or electrostatic energy store 5, which is arranged in the housing 2. The energy storage device 1 also has an electrical temperature control device 4 for temperature control of the energy store. The temperature control device 4 is electrically connected to the solar module 3 for supplying electrical energy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einer Energiespeichervorrichtung, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichervorrichtung.The present invention relates to an energy storage device for a motor vehicle, a motor vehicle having an energy storage device, and a method for operating an energy storage device.

Als Hybrid- bzw. Elektrofahrzeuge bezeichnet man Kraftfahrzeuge, die teilweise bzw. ganz durch elektrische Energie angetrieben werden.As hybrid or electric vehicles are called motor vehicles that are partially or entirely powered by electrical energy.

Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb weisen beispielsweise eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine und einen oder mehrere elektrische Energiespeicher auf.Hybrid-powered vehicles include, for example, an internal combustion engine, an electric machine, and one or more electrical energy stores.

Die elektrische Maschine des Hybridfahrzeuges ist in der Regel als Starter/Generator oder als elektrischer Antrieb ausgeführt. In der Funktion als Starter/Generator wird sie zum Anlassen der Brennkraftmaschine verwendet und ersetzt den normalerweise vorhandenen Anlasser und die Lichtmaschine. Bei einer Ausführung als elektrischer Antrieb wird sie zusammen mit der Brennkraftmaschine oder alleine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendet. Im Generatorbetrieb ermöglicht sie eine Rekuperation von kinetischer Energie zur Versorgung des Bordnetzes und zum Aufladen des Energiespeichers.The electric machine of the hybrid vehicle is usually designed as a starter / generator or as an electric drive. In the function as a starter / generator, it is used to start the engine and replaces the normally existing starter and the alternator. In an embodiment as an electric drive, it is used together with the internal combustion engine or alone to drive the motor vehicle. In generator mode, it enables a recuperation of kinetic energy to supply the electrical system and to charge the energy storage.

Beiden Fahrzeugtypen – Hybrid- und Elektrofahrzeug – ist gemein, dass große Mengen elektrischer Energie durch die Energiespeicher (elektrochemisch und/oder elektrostatisch) bereitgestellt werden müssen. Als Energiespeicher werden hauptsächlich Nickel-Metallhydrid Zellen oder Lithium-Ionen Zellen wendet. Daneben kommen auch elektrostatische Energiespeicher, z. B. Doppelschichtkondensatoren, zum Einsatz.Both vehicle types - hybrid and electric vehicle - have in common that large amounts of electrical energy through the energy storage (electrochemical and / or electrostatic) must be provided. As energy storage mainly nickel-metal hydride cells or lithium-ion cells are used. In addition, electrostatic energy storage, z. B. double-layer capacitors are used.

Die Steuerung des Energieflusses erfolgt über eine Elektronik, welche als Hybrid-Controller bezeichnet wird. Diese regelt unter anderem, ob und in welcher Menge dem Energiespeicher Energie entnommen oder zugeführt wird.The control of the energy flow via an electronics, which is referred to as a hybrid controller. Among other things, this regulates whether and in what quantity the energy store is taken or supplied with energy.

Die Alterung des Energiespeichers hängt insbesondere vom Typ des Energiespeichers, von der Anzahl der Lade- und Entladezyklen und von den Umgebungsbedingungen ab. Beispielsweise kann eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur zu einer beschleunigten Alterung des Energiespeichers führen.The aging of the energy storage depends in particular on the type of energy storage, the number of charging and discharging cycles and the environmental conditions. For example, too high or too low a temperature can lead to accelerated aging of the energy storage.

Insbesondere bei Nutzfahrzeugen sind die Energiespeicher aus Platz- und Sicherheitsgründen häufig an der Außenseite angebracht und daher Sonneneinstrahlung, Temperaturschwankungen und Witterungsbedingungen ausgesetzt. Gleiches gilt für auswechselbare Energiespeicher, welche im Freien gelagert werden.In particular, in commercial vehicles, the energy storage of space and security reasons are often attached to the outside and therefore exposed to sunlight, temperature fluctuations and weather conditions. The same applies to replaceable energy storage, which are stored outdoors.

Eine Temperierung von Energiespeichern mittels eines flüssigen Mediums oder mittels Luft bei Betrieb des Kraftfahrzeugs ist bekannt. In der Regel ist der Energiespeicher zu diesem Zweck in ein mehr oder weniger komplexes Temperierungssystem des Kraftfahrzeugs integriert.A temperature control of energy storage by means of a liquid medium or by means of air during operation of the motor vehicle is known. As a rule, the energy store is integrated for this purpose in a more or less complex temperature control system of the motor vehicle.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Energiespeichervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einer Energiespeichervorrichtung, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichervorrichtung bereitzustellen, mit denen die Lebensdauer des Energiespeichers verlängert werden kann.It is the object of the present invention to provide an energy storage device for a motor vehicle, a motor vehicle with an energy storage device, and a method for operating an energy storage device, with which the life of the energy storage device can be extended.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Energiespeichervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einer Energiespeichervorrichtung, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichervorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by an energy storage device for a motor vehicle, a motor vehicle having an energy storage device, and a method for operating an energy storage device according to the independent patent claims. Advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Eine Energiespeichervorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Anspruch 1 weist auf:
ein Gehäuse, mindestens einen Energiespeicher, welcher im Gehäuse angeordnet ist, mindestens ein Solarmodul und eine elektrische Temperierungsvorrichtung. Die elektrische Temperierungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass der Energiespeicher temperierbar ist. Weiterhin ist die elektrische Temperierungsvorrichtung zur Versorgung mit elektrischer Energie mit dem Solarmodul elektrisch verbunden.An energy storage device for a motor vehicle according to claim 1 comprises:
a housing, at least one energy store, which is arranged in the housing, at least one solar module and an electric temperature control device. The electrical tempering device is designed such that the energy store can be tempered. Furthermore, the electrical tempering device for supplying electrical energy to the solar module is electrically connected.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee ist darin zu sehen, dass die Energiespeichervorrichtung hinsichtlich der Temperierung der Energiespeicher durch Vorsehen eines Solarmoduls zur Versorgung der Temperierungsvorrichtung mit elektrischer Energie als autarkes System ausgebildet ist. Durch diesen autarken Betrieb der Temperierungsvorrichtung ist eine Temperierung des Energiespeichers (Kühlen und/oder Wärmen) auch dann möglich, wenn keine externe elektrische Energiequelle (z. B. vom Fahrzeugbordnetz) verfügbar ist, oder diese nur unzureichend ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Energiespeichervorrichtung gelagert wird oder wenn die Energiespeichervorrichtung zwar in ein Kraftfahrzeug eingebaut, jedoch eine dem Kraftfahrzeug zugeordnete Energiequelle (beispielsweise ein stromerzeugender Generator) nicht verfügbar ist.The idea underlying the present invention can be seen in the fact that the energy storage device with respect to the temperature of the energy storage by providing a solar module for supplying the tempering with electrical energy is designed as a self-sufficient system. As a result of this autonomous operation of the tempering device, it is also possible to temper the energy store (cooling and / or heating) if no external electrical energy source (eg from the vehicle electrical system) is available or if this is only insufficient. This is the case, for example, if the energy storage device is stored or if the energy storage device is indeed installed in a motor vehicle, but an energy source associated with the motor vehicle (for example a power-generating generator) is not available.

Die Temperierungsvorrichtung beinhaltet mindestens einen Temperierungsmechanismus, welcher den Energiespeicher hinsichtlich der Temperatur konditionieren kann (Kühlen und/oder Wärmen). Als Beispiele für einen Temperierungsmechanismus seien Lüfter, Kompressor, Peltier-Element, Wasserkreislauf, Luftkreislauf, Heizdraht und/oder Wärmerohr/Heatpipe genannt.The Temperierungsvorrichtung includes at least one Temperierungsmechanismus, which can condition the energy storage with respect to the temperature (cooling and / or heating). Examples of a tempering mechanism are fans, compressor, Peltier element, Water cycle, air circulation, heating wire and / or heat pipe / heat pipe called.

Durch die elektrische Energieversorgung der Temperierungsvorrichtung durch das Solarmodul kann somit die Verfügbarkeit der Temperierungsvorrichtung erhöht werden. Dies wiederum verringert negative Temperatureinflüsse, wie Alterung bei besonders hohen Temperaturen, auf den Energiespeicher erheblich, so dass die Lebensdauer des Energiespeichers verlängert werden kann.The availability of the tempering device can thus be increased by the electrical power supply of the temperature control by the solar module. This in turn reduces negative effects of temperature, such as aging at particularly high temperatures, on the energy storage considerably, so that the life of the energy storage can be extended.

In einer Ausgestaltung der Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2 ist das mindestens eine Solarmodul an einer der Außenflächen des Gehäuses angeordnet oder Bestandteil des Gehäuses.In one embodiment of the energy storage device according to claim 2, the at least one solar module is arranged on one of the outer surfaces of the housing or part of the housing.

Die so ausgestaltete Energiespeichervorrichtung bildet eine kompakte Einheit, wodurch sich Vorteile hinsichtlich Handhabung, Logistik, Lagerung und Einbau in ein Kraftfahrzeug ergeben.The thus configured energy storage device forms a compact unit, which results in advantages in terms of handling, logistics, storage and installation in a motor vehicle.

In einer Ausgestaltung der Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 3 weist die Energiespeichervorrichtung eine Steuervorrichtung auf, welche derart ausgebildet und mit Mittel versehen ist, dass sie die Temperierungsvorrichtung in Abhängigkeit von einer Bedingung hinsichtlich ihrer elektrischen Leistungsaufnahme steuern kann.In one embodiment of the energy storage device according to claim 3, the energy storage device comprises a control device, which is designed and provided with means that it can control the temperature control device in dependence on a condition with respect to their electrical power consumption.

Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass in Abhängigkeit einer beliebig vorgegebenen Bedingung eine optimale und energieeffiziente Temperierung des Energiespeichers erreicht werden kann.An advantage of this embodiment is that an optimal and energy-efficient temperature control of the energy store can be achieved as a function of any given condition.

Der mindestens eine Temperierungsmechanismus der Temperierungsvorrichtung ist hierfür in seiner elektrischen Leistungsaufnahme stufenlos oder durch diskrete Leistungsstufen einstellbar. Beispielsweise kann ein Lüfter mit einer großen oder mit einer kleinen Drehzahl – und damit auch mit einer entsprechend großen oder kleinen elektrischen Leistungsaufnahme – betrieben werden.The at least one tempering mechanism of the tempering device is adjustable in its electrical power consumption or by discrete power levels. For example, a fan with a high or at a low speed - and thus with a correspondingly large or small electrical power consumption - are operated.

Die Steuervorrichtung kann in Abhängigkeit von der Bedingung die elektrischen Leistungsaufnahme des Temperierungsmechanismus – und somit auch der Temperierungsvorrichtung – stufenlos oder durch diskrete Leistungsstufen einstellen oder komplett ausschalten (keine oder nur sehr geringe elektrische Leistungsaufnahme).Depending on the condition, the control device can adjust or completely switch off the electrical power consumption of the tempering mechanism-and thus also of the tempering device-continuously or by discrete power stages (no or very little electrical power consumption).

Die Bedingung kann beispielsweise auf der Verfügbarkeit einer externen elektrischen Energiequelle oder der Temperatur des Energiespeichers basieren.The condition may be based, for example, on the availability of an external electrical energy source or the temperature of the energy store.

Bei Verfügbarkeit einer externen elektrischen Energiequelle, beispielsweise eines elektrischen Spannungsnetzteils oder eines im Betrieb befindlichen stromerzeugenden Generators eines Kraftfahrzeugs, kann der Temperierungsmechanismus mit einer großen elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden. Ist keine externe elektrische Energiequelle verfügbar – oder diese nur schwach ausgeprägt – kann der Temperierungsmechanismus mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden.With the availability of an external electrical energy source, such as an electrical power supply or an operating current-generating generator of a motor vehicle, the Temperierungsmechanismus can be operated with a large electrical power consumption. If no external electrical energy source is available - or only weakly - the tempering mechanism can be operated with a smaller electrical power consumption.

Falls mehrere Temperierungsmechanismen vorhanden sind, ist es ferner möglich, dass in Abhängigkeit von der Bedingung bestimmte Temperierungsmechanismen oder eine bestimmte Anzahl von Temperierungsmechanismen zum Kühlen und/oder Wärmen des Energiespeichers verwendet werden. Auf diese Weise kann bei einer begrenzt vorhandenden elektrischen Energiemenge zum Betrieb der Temperierungsvorrichtung eine optimale Temperierung des Energiespeichers erreicht und somit die Effizienz der Temperierungsvorrichtung gesteigert werden.If several tempering mechanisms are present, it is also possible that, depending on the condition, certain tempering mechanisms or a certain number of tempering mechanisms are used to cool and / or heat the energy store. In this way, with a limited amount of electrical energy available for operating the tempering device, an optimum temperature control of the energy store can be achieved and thus the efficiency of the tempering device can be increased.

Als Bedingung kann auch ein Vergleich eines Sollwertes mit einem Istwert der Temperatur des Energiespeichers herangezogen werden. Falls der Istwert und der Sollwert weit auseinander liegen (beispielsweise wenn die Temperatur sehr hoch oder sehr niedrig ist), kann der Temperierungsmechanismus mit einer großen elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden. Liegt der Istwert jedoch nahe dem Sollwert (beispielweise wenn die Temperatur im optimalen Betriebsbereich des Energiespeichers liegt), so kann der Temperierungsmechanismus ausgeschaltet oder zumindest seine elektrische Leistungsaufnahme verkleinert werden. Auf dieser Weise kann der durchschnittliche Leistungsbedarf der Temperierungsvorrichtung gesenkt werden.As a condition, a comparison of a desired value with an actual value of the temperature of the energy store can also be used. If the actual value and the target value are far apart (for example, when the temperature is very high or very low), the tempering mechanism can be operated with a large electric power consumption. However, if the actual value is close to the desired value (for example, if the temperature lies in the optimum operating range of the energy store), then the tempering mechanism can be switched off or at least its electrical power consumption can be reduced. In this way, the average power requirement of the tempering device can be reduced.

In einer Ausgestaltung der Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 4 weist die Energiespeichervorrichtung zusätzlich eine elektrische Schnittstelle auf, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung mit einer externen elektrischen Energiequelle lösbar koppelbar ist. Die Steuervorrichtung ist derart ausgebildet, dass die Temperierungsvorrichtung in einem Leistungsmodus betrieben wird, falls die Temperierungsvorrichtung mit elektrischer Energie von einer an die elektrische Schnittstelle gekoppelten externen elektrischen Energiequelle versorgt wird. Ansonsten wird die Temperierungsvorrichtung in einem Sparmodus betrieben, wobei im Sparmodus die Temperierungsvorrichtung mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben wird als im Leistungsmodus.In one embodiment of the energy storage device according to claim 4, the energy storage device in addition to an electrical interface, which is designed such that the temperature control device with a external electrical energy source is detachably coupled. The control device is designed such that the tempering device is operated in a power mode if the temperature control device is supplied with electrical energy from an external electrical energy source coupled to the electrical interface. Otherwise, the tempering device is operated in an economy mode, wherein in the economy mode, the tempering device is operated with a smaller electrical power consumption than in the power mode.

Die elektrische Schnittstelle ermöglicht auf einfache Weise eine elektrische Verbindung mit einer externen elektrischen Energiequelle, wobei die Verbindung bei Bedarf auf ebenso einfache Weise lösbar ist. Die externe elektrische Energiequelle kann die Energiespeichervorrichtung mit zusätzlicher elektrischer Energie versorgen, so dass die Temperierungsvorrichtung in dem Leistungsmodus mit einer großen elektrischen Leistungsaufnahme und somit mit einer großen Kühl- oder Heizleistung betrieben werden kann. Durch die erhöhte Flexibilität hinsichtlich der Energieversorgung der Temperierungsvorrichtung kann die Temperierung des Energiespeichers weiter verbessert werden.The electrical interface allows easy electrical connection to an external source of electrical energy, the connection being equally simple if needed Way is solvable. The external electrical energy source can supply the energy storage device with additional electrical energy, so that the temperature control device can be operated in the power mode with a large electrical power consumption and thus with a large cooling or heating power. Due to the increased flexibility with regard to the energy supply of the temperature control device, the temperature control of the energy storage device can be further improved.

Als Beispiel sei hierzu eine Temperierungsvorrichtung mit einem Lüfter genannt, wobei im Leistungsmodus der Lüfter mit einer größeren Drehzahl und somit mit einer entsprechend größeren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden kann als im Sparmodus.As an example, this is called a tempering with a fan, in the power mode, the fan can be operated at a higher speed and thus with a correspondingly larger electrical power consumption than in economy mode.

Bei einer Temperierungsvorrichtung mit mehreren Temperierungsmechanismen besteht zusätzlich die Möglichkeit im Sparmodus den Energiespeicher mit einer geringeren Anzahl von Temperierungsmechanismus als im Leistungsmodus zu temperieren.In the case of a tempering device having a plurality of tempering mechanisms, it is additionally possible in the economy mode to temper the energy store with a smaller number of tempering mechanisms than in the power mode.

Als Beispiel sei hierzu eine Temperierungsvorrichtung mit einem Lüfter und einem Peltier-Element genannt, wobei zur Kühlung im Leistungsmodus der Lüfter und das Peltier-Element aktiviert und der Lüfter mit einer großen Drehzahl und das Peltier-Element mit einer großen Kühlleistung betrieben werden können. Dagegen kann im Sparmodus beispielsweise der Lüfter zwar mit einer großen Drehzahl, jedoch das Peltier-Element mit einer kleineren Kühlleistung (d. h. mit einer entsprechend kleineren elektrischen Leistungsaufnahme) als im Leistungsmodus betrieben werden. Das Peltier-Element kann im Sparmodus auch vollständig deaktiviert und/oder der Lüfter mit einer kleineren Drehzahl (d. h. mit einer entsprechend kleineren Leistungsaufnahme) als im Leistungsmodus betrieben werden.As an example, this is called a tempering with a fan and a Peltier element, for cooling in the power mode of the fan and the Peltier element activated and the fan can be operated at a high speed and the Peltier element with a large cooling capacity. On the other hand, in the economy mode, for example, the fan may be operated at a high speed, but the Peltier element may be operated at a lower cooling capacity (that is, at a correspondingly smaller electric power consumption) than in the power mode. The Peltier element can also be completely deactivated in economy mode and / or the fan operated at a lower speed (i.e., with a correspondingly lower power consumption) than in power mode.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die Temperierungsvorrichtung entsprechend der der Temperierungsvorrichtung zur Verfügung stehenden elektrischen Energie optimal und effizient betrieben werden kann.The advantage of this embodiment is that the tempering device can be operated optimally and efficiently in accordance with the electrical energy available to the tempering device.

In einer Ausgestaltung der Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 5 weist die Energiespeichervorrichtung eine elektrische Schnittstelle auf, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung mit einer externen elektrischen Energiequelle lösbar koppelbar ist.In one embodiment of the energy storage device according to claim 5, the energy storage device has an electrical interface, which is designed such that the temperature control device can be releasably coupled to an external electrical energy source.

Hinsichtlich der Vorteile der elektrischen Schnittstelle wird auf die Beschreibung des vorliegenden Anspruchs 4 verwiesen.With regard to the advantages of the electrical interface, reference is made to the description of the present claim 4.

In einer Ausgestaltung der Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 6 ist die Temperierungsvorrichtung vollständig am oder im Gehäuse angeordnet.In one embodiment of the energy storage device according to claim 6, the temperature control is completely arranged on or in the housing.

Gemäß dieser Ausgestaltung ist die Temperierungsvorrichtung in ihrer Gesamtheit integraler Bestandteil der Energiespeichervorrichtung, wodurch die Energiespeichervorrichtung hinsichtlich der Temperierung des Energiespeichers, sowie hinsichtlich der Energieversorgung der Temperierungsvorrichtung vollständig autark ist. Dadurch wird eine Temperierung des Energiespeichers unabhängig vom Standort ermöglicht, was insbesondere bei einer Lagerung des Energiespeichers erforderlich sein kann. Durch die höhere Verfügbarkeit der Temperierung kann somit die Lebensdauer des Energiespeichers weiter verlängert werden.According to this embodiment, the Temperierungsvorrichtung in its entirety is an integral part of the energy storage device, whereby the energy storage device is completely self-sufficient with respect to the temperature of the energy storage, as well as with respect to the power supply of Temperierungsvorrichtung. As a result, a temperature control of the energy storage is possible regardless of location, which may be required in particular when storing the energy storage. As a result of the higher availability of the temperature control, the service life of the energy store can thus be extended further.

Weitere positive Nebeneffekte dieser Ausgestaltung ergeben sich für die Integration der Energiespeichervorrichtung in ein Kraftfahrzeug. So ergibt sich eine größere Freiheit bei der Auswahl des Einbauortes am Kraftfahrzeug, da keine besonderen Anforderung an den Einbauort (bspw. Anschluss an ein Kraftfahrzeug internes Kühlsystem) gestellt sind. Auch kann eine technische Abstimmung der Temperierungsvorrichtung auf die Energiespeichervorrichtung bereits außerhalb eines Kraftfahrzeugs erfolgen und bleibt auch nach einem Ausbau der Temperierungsvorrichtung aus dem Kraftfahrzeug erhalten.Further positive side effects of this embodiment arise for the integration of the energy storage device in a motor vehicle. This results in a greater freedom in the selection of the installation location on the motor vehicle, since no special requirement for the installation location (eg. Connection to a motor vehicle internal cooling system) are provided. Also, a technical vote of the tempering on the energy storage device already done outside of a motor vehicle and is maintained even after an expansion of the tempering of the motor vehicle.

In einer Ausgestaltung der Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 7 ist die Temperierungsvorrichtung zur Versorgung mit elektrischer Energie mit dem Energiespeicher elektrisch verbunden.In one embodiment of the energy storage device according to claim 7, the temperature control device for supplying electrical energy to the energy storage device is electrically connected.

Dies ermöglicht eine Temperierung des Energiespeichers in Ausnahmefällen, beispielweise wenn die Temperatur des Energiespeichers über einen kritischen Wert liegt und gleichzeitig keine elektrische Energiequelle zum Betrieb der Temperierungsvorrichtung zur Verfügung steht, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug nicht im Betrieb ist und gleichzeitig das Solarmodul abgedunkelt ist.This allows a temperature of the energy storage in exceptional cases, for example, when the temperature of the energy storage is above a critical value and at the same time no electrical energy source for operating the temperature control is available, for example, when the motor vehicle is not in operation and at the same time the solar module is darkened.

Dieser kritische Wert kann so definiert sein, dass dem Energiespeicher oberhalb des kritischen Wertes eine dauerhafte Schädigung droht. Beispielweise kann eine sehr hohe Temperatur eine sofortige Kühlung des Energiespeichers erforderlich machen, um eine Zerstörung des Energiespeichers zu verhindern. In diesem Fall wäre ein teilweises Entleeren des Energiespeichers hinnehmbar, insbesondere da hierdurch sicherheitskritische Reaktionen (Überhitzung und thermisches Durchgehen) verhindert und die Lebensdauer des Energiespeichers deutlich verlängert werden können.This critical value can be defined so that the energy store above the critical value threatens permanent damage. For example, a very high temperature may require immediate cooling of the energy store to prevent destruction of the energy store. In this case, a partial emptying of the energy storage would be acceptable, especially as this safety-critical reactions (overheating and thermal runaway) prevented and the life of the energy storage can be significantly extended.

Ein Kraftfahrzeug umfasst gemäß Anspruch 8 eine Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1. A motor vehicle according to claim 8, an energy storage device according to claim 1.

Die Vorteile dieses Kraftfahrzeugs ergeben sich in analoger Weise aus der Beschreibung des vorliegenden Anspruchs 1.The advantages of this motor vehicle arise analogously from the description of the present claim 1.

In einer Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 9 weist die Energiespeichervorrichtung eine elektrische Schnittstelle auf, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung mit einer elektrischen Energiequelle koppelbar ist. Das Kraftfahrzeug umfasst ferner eine elektrische Energiequelle und eine weitere elektrische Schnittstelle, über die ein elektrischer Verbraucher mit der elektrischen Energiequelle koppelbar ist. Die weitere elektrische Schnittstelle des Kraftfahrzeugs ist mit der elektrischen Schnittstelle der Energiespeichervorrichtung derart (lösbar) gekoppelt, dass die Energiespeichervorrichtung mit elektrischer Energie von der elektrischen Energiequelle des Kraftfahrzeugs versorgt werden kann. Als elektrische Energiequelle kommt beispielsweise ein im Kraftfahrzeug angeordneter stromerzeugender Generator oder ein Energiespeicher in Betracht.In one embodiment of the motor vehicle according to claim 9, the energy storage device has an electrical interface, which is designed such that the temperature control device can be coupled to an electrical energy source. The motor vehicle further comprises an electrical energy source and a further electrical interface, via which an electrical load can be coupled to the electrical energy source. The further electrical interface of the motor vehicle is (releasably) coupled to the electrical interface of the energy storage device such that the energy storage device can be supplied with electrical energy from the electrical energy source of the motor vehicle. As an electrical energy source is, for example, a arranged in the motor vehicle power generating generator or energy storage into consideration.

Die Vorteile dieses Kraftfahrzeugs ergeben sich in analoger Weise aus der Beschreibung des vorliegenden Anspruchs 4.The advantages of this motor vehicle result in an analogous manner from the description of the present claim 4.

Der vorliegende Anspruch 10 zeigt ein Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1. Diese Energiespeichervorrichtung weist eine elektrische Schnittstelle auf, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung mit einer externen elektrischen Energiequelle lösbar koppelbar ist. Die Temperierungsvorrichtung wird gemäß dem Verfahren in einem Leistungsmodus betrieben wird, wenn die Energiespeichervorrichtung mit der externen elektrischen Energiequelle gekoppelt ist und die Temperierungsvorrichtung mit der elektrischen Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt wird. Ansonsten wird die Temperierungsvorrichtung in einem Sparmodus betrieben, wobei im Sparmodus die Temperierungsvorrichtung mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben wird als im Leistungsmodus.The present claim 10 shows a method for operating an energy storage device according to claim 1. This energy storage device has an electrical interface, which is designed such that the temperature control device with a external electrical energy source is detachably coupled. The tempering device is operated according to the method in a power mode when the energy storage device is coupled to the external electrical energy source and the temperature control device is supplied with the electrical energy source with electrical energy. Otherwise, the tempering device is operated in an economy mode, wherein in the economy mode, the tempering device is operated with a smaller electrical power consumption than in the power mode.

Die sich aus dem Verfahren ergebende Vorteile sind in analoger Weise der Beschreibung des Anspruchs 4 zu entnehmen.The advantages resulting from the method can be found in an analogous manner to the description of claim 4.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:In the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the attached figures. In the figures are:

1 eine schematische Außenansicht einer Energiespeichervorrichtung; 1 a schematic external view of an energy storage device;

2 eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus der Energiespeichervorrichtung; 2 a schematic representation of the internal structure of the energy storage device;

3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Energiespeichervorrichtung. 3 a schematic representation of a motor vehicle with an energy storage device.

In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Energiespeichervorrichtung 1 dargestellt, wobei 1 den äußeren Aufbau und 2 den inneren Aufbau schematisch darstellt.In the 1 and 2 is an embodiment of the energy storage device 1 shown, where 1 the outer structure and 2 schematically illustrates the internal structure.

Wie in 1 gezeigt, weist die Energiespeichervorrichtung 1 ein Gehäuse 2, ein Solarmodul 3 und eine elektrische Schnittstelle 7 auf.As in 1 shown, the energy storage device 1 a housing 2 , a solar module 3 and an electrical interface 7 on.

Im Ausführungsbeispiel ist das Solarmodul 3 an einer schrägen Außenfläche des Gehäuses 2 angeordnet, wodurch der Einstrahlwinkel des Lichtes optimiert werden kann. Das Solarmodul 3 kann jedoch auch an einer anderen Außenseite des Gehäuses angeordnet sein.In the exemplary embodiment, the solar module 3 on an inclined outer surface of the housing 2 arranged, whereby the angle of incidence of the light can be optimized. The solar module 3 However, it can also be arranged on another outside of the housing.

Das Solarmodul 3 kann an der Außenfläche des Gehäuses 2 derart befestigt sein, dass das Solarmodul 3 eine zusätzliche thermische Isolationsschicht hinsichtlich Wärmestrahlung (beispielsweise Sonneneinstrahlung) und Wärmeleitung (beispielsweise aufgrund hoher Temperaturunterschiede zwischen Innenraum und Umgebung) darstellt. Damit kann eine Abkühlung oder Erwärmung des Raumes innerhalb des Gehäuses 2 verlangsamt werden.The solar module 3 can be on the outside surface of the case 2 be attached so that the solar module 3 an additional thermal insulation layer with respect to heat radiation (for example, solar radiation) and heat conduction (for example, due to high temperature differences between the interior and the environment). This can be a cooling or heating of the space within the housing 2 be slowed down.

Das Solarmodul 3 kann auch in einer Aussparung der Gehäusewand eingesetzt und dadurch selbst Bestandteil des Gehäuses sein.The solar module 3 can also be used in a recess of the housing wall and thereby be part of the housing itself.

Das Solarmodul 3 kann weiterhin abnehmbar am Gehäuse 2 angebracht oder als ein separates Teil ausgebildet sein, so dass das Solarmodul 3 separat vom Gehäuse 2 platziert werden kann.The solar module 3 Can still be removed on the case 2 attached or formed as a separate part, so that the solar module 3 separate from the housing 2 can be placed.

Unter dem Solarmodul 3 ist ein Modul zu verstehen, welches mit photovoltaischen Zellen Strahlungsenergie (bspw. Licht) direkt in elektrische Energie wandeln und diese elektrische Energie anderen elektrischen Einrichtungen zur Verfügung stellen kann.Under the solar module 3 is a module to understand that with photovoltaic cells radiant energy (for example, light) convert directly into electrical energy and can provide this electrical energy other electrical facilities.

Über die elektrische Schnittstelle 7 kann die Energiespeichervorrichtung 1 mit einer externen elektrischen Energiequelle gekoppelt werden, zur Versorgung der Energiespeichervorrichtung 1 mit elektrischer Energie.Via the electrical interface 7 can the energy storage device 1 be coupled with an external electrical energy source for supplying the energy storage device 1 with electrical energy.

Wie in 2 schematisch dargestellt ist, umfasst die Energiespeichervorrichtung 1 innerhalb des Gehäuses 2 weiterhin eine Temperierungsvorrichtung 4, eine Steuervorrichtung 6 mit einem Sensor 6.1 zur Erfassung der Temperatur, und zumindest einen Energiespeicher 5.As in 2 is shown schematically includes the energy storage device 1 inside the case 2 furthermore a tempering device 4 , a control device 6 with a sensor 6.1 for detecting the temperature, and at least one energy storage 5 ,

Die elektrische Temperierungsvorrichtung 4 ist derart ausgebildet, dass der mindestens eine Energiespeicher 5 temperierbar ist. Unter Temperierung ist die Beeinflussung der Temperatur des Energiespeichers 5 durch die Temperierungsvorrichtung 4 zu verstehen. Somit ist die Temperierungsvorrichtung 4 geeignet, den Energiespeicher 5 zu kühlen und/oder zu erwärmen. Dazu weist die Temperierungsvorrichtung 4 mindestens einen Temperierungsmechanismus auf. Ein Temperierungsmechanismus ist eine Einrichtung zum Beeinflussen der Temperatur des Energiespeichers 5 (Kühlen und/oder Erwärmen). Bei dem Temperierungsmechanismus kann es sich beispielsweise um einen Lüfter, einen Heizdraht, ein Peltier-Element, ein Wärmerohr („Heatpipe”), einen Wärmetauscher, eine Kühlrippe oder eine hinreichend bekannte Klimaanlage zum Kühlen und Heizen handeln. The electric tempering device 4 is formed such that the at least one energy storage 5 is temperature controlled. Under temperature control is the influence on the temperature of the energy storage 5 through the tempering device 4 to understand. Thus, the tempering device 4 suitable, the energy storage 5 to cool and / or to heat. For this purpose, the tempering device 4 at least one tempering mechanism. A temperature control mechanism is a device for influencing the temperature of the energy store 5 (Cooling and / or heating). The tempering mechanism can be, for example, a fan, a heating wire, a Peltier element, a heat pipe, a heat exchanger, a cooling fin, or a well-known air conditioning system for cooling and heating.

Durch einen Lüfter kann ein Luftstrom durch das Gehäuse 2 erzeugt werden. Hierbei wird Luft an einer Stelle des Gehäuses 2 angesaugt, durch das Gehäuse 2 geleitet und an einer anderen Stelle des Gehäuses 2 wieder ausgestoßen. Dadurch kann das Innere des Gehäuses 2, insbesondere der darin angeordnete Energiespeicher 5, gekühlt werden.Through a fan, an air flow through the housing 2 be generated. This air is at one point of the housing 2 sucked through the housing 2 directed and elsewhere on the case 2 ejected again. This allows the interior of the case 2 , in particular the energy store arranged therein 5 to be cooled.

Dieser Kühleffekt kann durch einen weiteren Temperierungsmechanismus verstärkt werden, beispielweise durch Peltier-Elemente, welche den angesaugten Luftstrom zusätzlich abkühlen.This cooling effect can be enhanced by a further tempering mechanism, for example by Peltier elements, which additionally cool the sucked air flow.

Eine weitere Verbesserung der Wärmeabführung kann beispielsweise durch Wärmeleitrohre („Heatpipes”) erreicht werden. Diese Wärmeleitrohre ermöglichen eine hohe Wärmestromdichte unter Nutzung der Verdampfungswärme eines Stoffes. So können bei geringem Platzbedarf große Mengen an Wärme abtransportiert werden. Diese Wärmeleitrohre können die vom Energiespeicher 5 abzuführende Wärme beispielsweise an eine Kühlrippe weiterleiten, welche innerhalb des Luftstroms oder an einer Außenseite des Gehäuses 2 angeordnet ist.A further improvement of the heat dissipation can be achieved for example by heat pipes ("heat pipes"). These heat pipes allow a high heat flux density using the heat of vaporization of a substance. Thus, large amounts of heat can be transported away with a small footprint. These heat pipes can from the energy storage 5 dissipate dissipated heat, for example, to a cooling fin, which within the air flow or on an outside of the housing 2 is arranged.

Einen Temperierungsmechanismus zum Erwärmen stellt beispielsweise ein elektrischer Heizdraht in Kombination mit einem Lüfter dar. Die Luft innerhalb des Gehäuses 2 wird über den Heizdraht erwärmt und die erwärmte Luft wird zur besseren Wärmeverteilung über den Lüfter im Gehäuse verteilt. In vorteilhafter Weise zirkuliert die erwärmte Luft hierbei nur innerhalb des Gehäuses 2, so dass Wärmeenergieverluste vermieden werden.A tempering mechanism for heating is, for example, an electric heating wire in combination with a fan. The air inside the housing 2 is heated via the heating wire and the heated air is distributed over the fan in the housing for better heat distribution. Advantageously, the heated air circulates here only within the housing 2 so that heat energy losses are avoided.

Weiterhin ist es möglich einen Temperierungsmechanismus zum Entfeuchten zu verwenden, welcher beispielsweise einen wie oben beschriebenen Heizmechanismus mit einem Lüfter aufweist. Die erwärmte, trockene Luft des Heizmechanismus wird hierbei jedoch zur Entfeuchtung der Energiespeichervorrichtung 1 verwendet. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Luftaustausch zwischen der Innen- und Außenseite des Gehäuses 2 und des Energiespeichers 5 vorgesehen, um die feuchte Luft aus dem Inneren des Gehäuses 2 abzutransportieren.Furthermore, it is possible to use a temperature control mechanism for dehumidifying, which has, for example, a heating mechanism with a fan as described above. However, the heated, dry air of the heating mechanism is here for dehumidifying the energy storage device 1 used. It is provided that an air exchange between the inside and outside of the housing 2 and the energy storage 5 provided to the moist air from the inside of the case 2 evacuate.

Die Temperierungsvorrichtung 4 ist, wie in 2 dargestellt, bevorzugt innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet. Die Temperierungsvorrichtung 4 kann jedoch auch in einer Aussparrung der Gehäusewandung angeordnet sein, so dass sich ein Teil der Temperierungsvorrichtung 4 innerhalb des Gehäuses 2 und ein anderer Teil außerhalb des Gehäuses 2 befinden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Kühlrippe oder ein Wärmetauscher der Temperierungsvorrichtung 4 außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet werden, wodurch ein effektiver Betrieb der Temperierungsvorrichtung 4 ermöglicht wird.The tempering device 4 is how in 2 illustrated, preferably within the housing 2 arranged. The tempering device 4 However, it can also be arranged in a recess of the housing wall, so that a part of the tempering 4 inside the case 2 and another part outside the case 2 are located. In this way, for example, a cooling fin or a heat exchanger of Temperierungsvorrichtung 4 outside the case 2 be arranged, whereby an effective operation of the tempering 4 is possible.

Im Ausführungsbeispiel ist die Temperierungsvorrichtung 4 vollständig in die Energiespeichervorrichtung 1 integriert, so dass ein autarker Betrieb möglich ist. Jedoch können auch Teile der Temperierungsvorrichtung 4 außerhalb des Gehäuses 2 und andere Teile innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet sein. Die Teile der Temperierungsvorrichtung 4 können untereinander starr oder lösbar verbunden sein. Beispielsweise wäre es denkbar, die Energiespeichervorrichtung 1 an einen Kühl-/Heizkreislauf eines Kraftfahrzeugs anzukoppeln, wobei Pumpen für das Kühlmittel sowie der Wärmetauscher auf Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und die Energiespeichervorrichtung 1 lediglich Strömungskanäle mit entsprechenden Anschlüssen aufweist.In the embodiment, the tempering device 4 completely in the energy storage device 1 integrated, so that a self-sufficient operation is possible. However, parts of the tempering device can also 4 outside the case 2 and other parts inside the case 2 be arranged. The parts of the tempering device 4 can be rigidly or detachably connected to each other. For example, it would be conceivable for the energy storage device 1 to couple to a cooling / heating circuit of a motor vehicle, wherein pumps for the coolant and the heat exchanger are arranged on the side of the motor vehicle and the energy storage device 1 has only flow channels with corresponding connections.

Die Temperierungsvorrichtung 4 ist über die Steuervorrichtung 6 mit dem Solarmodul 3, dem Energiespeicher 5 und der elektrischen Schnittstelle 7 derart elektrisch verbunden, dass eine Versorgung der Temperierungsvorrichtung 4 mit elektrischer Energie durch das Solarmodul 3, den Energiespeicher 5 oder durch eine an der elektrischen Schnittstelle 7 gekoppelten, externen elektrischen Energiequelle (bspw. Spannungsnetzteil, stromerzeugender Generator 10) ermöglicht wird.The tempering device 4 is about the control device 6 with the solar module 3 , the energy storage 5 and the electrical interface 7 electrically connected such that a supply of Temperierungsvorrichtung 4 with electrical energy through the solar module 3 , the energy storage 5 or by one at the electrical interface 7 coupled, external electrical energy source (eg power supply, electricity generating generator 10 ).

Die Temperierungsvorrichtung ist in ihrer elektrischen Leistungsaufnahme variierbar, entweder in konkreten Leistungsstufen oder auch stufenlos. Beispielsweise kann ein Lüfter mit einer kleinen oder großen Drehzahl betrieben werden, wobei der Lüfter bei einer kleinen Drehzahl eine kleinere elektrische Leistungsaufnahme aufweist als bei einer großen Drehzahl. Der Lüfter kann auch komplett ausgeschaltet werden (keine oder sehr geringe Leistungsaufnahme). Als weiteres Beispiel kann ein Peltier-Element dienen, welches mit einer kleinen oder großen Kühlleistung – mit einer entsprechend kleinen oder großen elektrischen Leistungsaufnahme – betreibbar ist. Mehrere Temperierungsmechanismen können auch gleichzeitig individuell in ihrer elektrischen Leistungsaufnahme variiert werden. Beispielsweise kann der Lüfter mit einer großen elektrischen Leistungsaufnahme und gleichzeitig das Peltier-Element mit einer kleinen elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden.The Temperierungsvorrichtung is variable in their electrical power consumption, either in concrete power levels or continuously. For example, a fan may be operated at a low or high speed, with the fan having a smaller electrical power input at a lower speed than at a high speed. The fan can also be switched off completely (no or very low power consumption). As another example, a Peltier element can be used, which can be operated with a small or large cooling capacity, with a correspondingly small or large electrical power consumption. Several tempering mechanisms can also be individually varied in their electrical power consumption at the same time. For example, the fan with a large electrical power consumption and at the same time the Peltier element can be operated with a small electrical power consumption.

Bei dem Energiespeicher 5 handelt es sich um eine oder mehrere elektrochemische und/oder elektrostatische Energiespeicherzellen, insbesondere Lithium-Ionen Zellen, Nickel-Metallhydrid Zellen, Bleibatterien und/oder Doppelschichtkondensatoren.In the energy storage 5 it is one or more electrochemical and / or electrostatic energy storage cells, in particular lithium-ion cells, nickel-metal hydride cells, lead-acid batteries and / or double-layer capacitors.

Der Energiespeicher 5 ist über die Steuervorrichtung 6 mit der Temperierungsvorrichtung 4, dem Solarmodul 3 und der elektrischen Schnittstelle 7 elektrisch verbunden. Dabei kann er die Temperierungsvorrichtung 4 mit elektrischer Energie versorgen, von dem Solarmodul 3 elektrische Energie beziehen und von der elektrischen Schnittstelle 7 elektrische Energie beziehen und/oder über diese abgeben.The energy storage 5 is about the control device 6 with the tempering device 4 , the solar module 3 and the electrical interface 7 electrically connected. He can the tempering device 4 supply with electrical energy from the solar module 3 refer to electrical energy and from the electrical interface 7 Obtain and / or dispense electrical energy.

Der Sensor 6.1 ermöglicht die Ermittlung der Temperatur des Energiespeichers und ist im Ausführungsbeispiel als separates Gerät im Gehäuse 2 angeordnet. Der Sensor 6.1 kann jedoch auch in einer im Gehäuse befindlichen Einrichtung integriert sein, insbesondere im Energiespeicher 5.The sensor 6.1 allows the determination of the temperature of the energy storage and is in the embodiment as a separate device in the housing 2 arranged. The sensor 6.1 However, it can also be integrated in a device located in the housing, in particular in the energy storage 5 ,

Der Sensor 6.1 ist mit der Steuervorrichtung 6 elektrisch verbunden und kann über diese Verbindung der Steuervorrichtung 6 den Wert der ermittelten Temperatur des Energiespeichers 5 zur Verfügung stellen.The sensor 6.1 is with the control device 6 electrically connected and can via this connection of the control device 6 the value of the determined temperature of the energy storage 5 provide.

Die Steuervorrichtung 6 ist derart ausgebildet und mit Mittel versehen, dass sie die Temperierungsvorrichtung 4 in Abhängigkeit von mindestens einer Bedingung hinsichtlich ihrer elektrischen Leistungsaufnahme steuern kann.The control device 6 is formed and provided with means that it the tempering 4 depending on at least one condition in terms of their electrical power consumption can control.

Hierzu ist die Steuervorrichtung 6 mit dem Solarmodul 3, der Temperierungsvorrichtung 4, der elektrischen Schnittstelle 7 und dem Energiespeicher 5 elektrisch verbunden und steuert den elektrischen Energiefluss zwischen diesen Geräten. Weiterhin ist die Steuervorrichtung 6 mit einem Sensor 6.1 zur Erfassung der Temperatur des Energiespeichers 5 elektrisch verbunden.For this purpose, the control device 6 with the solar module 3 , the tempering device 4 , the electrical interface 7 and the energy storage 5 electrically connected and controls the electrical energy flow between these devices. Furthermore, the control device 6 with a sensor 6.1 for detecting the temperature of the energy storage 5 electrically connected.

Die Steuervorrichtung 6 kann in Abhängigkeit von der Bedingung die elektrische Leistungsaufnahme der Temperierungsvorrichtung 4 stufenlos oder durch diskrete Leistungsstufen einstellen oder komplett ausschalten (keine oder nur sehr geringe Leistungsaufnahme). Die Steuervorrichtung 6 kann somit die Temperierungsvorrichtung 4 zumindest in einem Leistungsmodus und in einem Sparmodus betreiben, wobei im Sparmodus die Temperierungsvorrichtung 4 mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben wird als im Leistungsmodus. Beispielsweise kann im Sparmodus ein Lüfter mit einer kleineren Drehzahl und/oder ein Peltier-Element mit einer kleineren Kühlleistung betrieben werden als im Leistungsmodus. Die Temperierungsvorrichtung 4 kann im Leistungsmodus betrieben werden, wenn die Temperierungsvorrichtung 4 mit elektrischer Energie von einer an die elektrische Schnittstelle 7 gekoppelten externen elektrischen Energiequelle (bspw. Spannungsnetzteil oder stromerzeugender Generator 10) versorgt wird. Ansonsten kann die Temperierungsvorrichtung 4 im Sparmodus betrieben werden.The control device 6 may, depending on the condition, the electrical power consumption of the tempering device 4 stepless or by discrete power levels set or completely off (no or very low power consumption). The control device 6 thus can the tempering 4 operate in at least one power mode and in an economy mode, wherein in the economy mode, the tempering device 4 is operated with a smaller electrical power consumption than in the power mode. For example, in the economy mode, a fan with a lower speed and / or a Peltier element with a smaller cooling power can be operated than in the power mode. The tempering device 4 can be operated in power mode when the tempering device 4 with electrical energy from one to the electrical interface 7 coupled external electrical energy source (eg power supply or power generating generator 10 ) is supplied. Otherwise, the tempering device 4 be operated in economy mode.

Die Bedingung kann beispielsweise auf der Verfügbarkeit einer externen elektrischen Energiequelle zur Versorgung der Temperierungsvorrichtung 4 mit elektrischer Energie oder der Temperatur des Energiespeichers 5 basieren.The condition can be based, for example, on the availability of an external electrical energy source for supplying the tempering device 4 with electrical energy or the temperature of the energy store 5 based.

Bei Verfügbarkeit einer externen elektrischen Energiequelle, beispielsweise eines elektrischen Spannungsnetzteils oder eines im Betrieb befindlichen stromerzeugenden Generators eines Kraftfahrzeugs 12, kann die Temperierungsvorrichtung 4 im Leistungsmodus mit einer großen elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden. Ist keine externe elektrische Energiequelle verfügbar – oder diese nur schwach ausgeprägt – kann die Temperierungsvorrichtung 4 im Sparmodus mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden.With the availability of an external electrical energy source, such as an electrical power supply or an operating current-generating generator of a motor vehicle 12 , the tempering device can 4 be operated in power mode with a large electrical power consumption. If no external electrical energy source is available - or only weakly pronounced - can the temperature control 4 be operated in economy mode with a smaller electrical power consumption.

Falls die Temperierungsvorrichtung 4 mehrere Temperierungsmechanismen aufweist, ist es ferner möglich, dass in Abhängigkeit von der Bedingung bestimmte Temperierungsmechanismen oder eine bestimmte Anzahl von Temperierungsmechanismen zum Kühlen und/oder Wärmen des Energiespeichers 5 verwendet werden.If the tempering device 4 Having a plurality of Temperierungsmechanismen, it is also possible that depending on the condition certain Temperierungsmechanismen or a certain number of Temperierungsmechanismen for cooling and / or heating of the energy storage 5 be used.

Als Bedingung kann auch ein Vergleich von einem Sollwert mit einem Istwert der Temperatur des Energiespeichers 5 herangezogen werden. Liegt der Istwert nahe dem Sollwert (beispielweise wenn die Temperatur im optimalen Betriebsbereich des Energiespeichers 5 liegt), so kann die Temperierungsvorrichtung 4 ausgeschaltet oder zumindest ihre elektrische Leistungsaufnahme verringert werden. Liegen Istwert und Sollwert jedoch weit auseinander (beispielsweise wenn die Temperatur sehr hoch ist) so kann die Temperierungsvorrichtung 4 mit einer entsprechend größeren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben werden.As a condition, a comparison of a setpoint with an actual value of the temperature of the energy storage 5 be used. If the actual value is close to the setpoint value (for example, if the temperature is in the optimum operating range of the energy store) 5 is), so the tempering 4 switched off or at least their electrical power consumption can be reduced. However, if the actual value and setpoint value are far apart (for example if the temperature is very high), then the tempering device can 4 be operated with a correspondingly larger electrical power consumption.

In 3 ist ein Kraftfahrzeug 12 schematisch dargestellt. Das Kraftfahrzeug 12 weist eine Energiespeichervorrichtung 1 mit einem Solarmodul 3, wie sie im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben ist, eine weitere elektrische Schnittstelle 8, einen stromerzeugenden Generator 10 und einen Verbrennungsmotor 11 auf. In einer Ausgestaltung kann das Kraftfahrzeug ein weiteres Solarmodul 9 aufweisen.In 3 is a motor vehicle 12 shown schematically. The car 12 has an energy storage device 1 with a solar module 3 as related to 1 and 2 is described, another electrical interface 8th , a generator generating electricity 10 and an internal combustion engine 11 on. In one embodiment, the motor vehicle can be another solar module 9 exhibit.

Die Energiespeichervorrichtung 1 ist in dem Ausführungsbeispiel auf dem Dach des Kraftfahrzeugs 12 angeordnet. Sie kann jedoch auch zwischen den Achsen des Kraftfahrzeugs 12, in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 12 oder an einem beliebigen anderen Ort außen am Kraftfahrzeug 12 angeordnet sein.The energy storage device 1 is in the embodiment on the roof of the motor vehicle 12 arranged. However, it can also be between the axles of the motor vehicle 12 , in an interior of the motor vehicle 12 or at any other location outside the motor vehicle 12 be arranged.

Die Energiespeichervorrichtung 1 ist über die weitere elektrischen Schnittstelle 8 mit dem stromerzeugenden Generator 10 elektrisch verbunden. Hierdurch kann die Energiespeichervorrichtung 1 mit elektrischer Energie aus dem stromerzeugenden Generator 10 versorgt werden. Die Energiespeichervorrichtung 1 kann über die Schnittstellen 7 und 8 auch mit dem Solarmodul 3 und mit dem weiteren Solarmodul 9 zur Versorgung der Energiespeichervorrichtung 1 mit elektrischer Energie elektrisch verbunden sein.The energy storage device 1 is via the further electrical interface 8th with the electricity generating generator 10 electrically connected. As a result, the energy storage device 1 with electrical energy from the electricity generating generator 10 be supplied. The energy storage device 1 can over the interfaces 7 and 8th also with the solar module 3 and with the further solar module 9 for supplying the energy storage device 1 be electrically connected to electrical energy.

Der stromerzeugende Generator 10 ist im Kraftfahrzeug 12 angeordnet und mit dem Verbrennungsmotor 11 derart gekoppelt, dass der stromerzeugende Generator 10 die kinetische Energie des Verbrennungsmotors 11 in elektrische Energie umwandeln kann. Weiterhin ist der stromerzeugende Generator 10 über die Schnittstellen 7 und 8 mit der Energiespeichervorrichtung 1 elektrisch gekoppelt. Auf diese Weise kann der stromerzeugende Generator 10 die Energiespeichervorrichtung 1 mit elektrischer Energie versorgen.The electricity generating generator 10 is in the vehicle 12 arranged and with the internal combustion engine 11 coupled such that the electricity generating generator 10 the kinetic energy of the internal combustion engine 11 can convert into electrical energy. Furthermore, the electricity generating generator 10 over the interfaces 7 and 8th with the energy storage device 1 electrically coupled. In this way, the electricity generating generator 10 the energy storage device 1 supply with electrical energy.

Das Solarmodul 3 ist in dem Ausführungsbeispiel an einer Außenfläche des Gehäuses 2 der Energiespeichervorrichtung 1 angeordnet oder Bestandteil des Gehäuses 2. Das Solarmodul 3 kann jedoch auch als ein separates Teil ausgebildet und auf dem Dach oder an einer Seitenwand des Kraftfahrzeugs 12 angeordnet sein.The solar module 3 is in the embodiment on an outer surface of the housing 2 the energy storage device 1 arranged or part of the housing 2 , The solar module 3 However, it can also be designed as a separate part and on the roof or on a side wall of the motor vehicle 12 be arranged.

Das Solarmodul 3 ist direkt mit der Energiespeichervorrichtung 1 elektrisch verbunden und kann so die Energiespeichervorrichtung 1 mit elektrischer Energie versorgen. Das Solarmodul 3 kann jedoch auch über die Schnittstellen 7 und 8 mit der Energiespeichervorrichtung 1 elektrisch verbunden sein.The solar module 3 is directly with the energy storage device 1 electrically connected, and so can the energy storage device 1 supply with electrical energy. The solar module 3 But it can also be done through the interfaces 7 and 8th with the energy storage device 1 be electrically connected.

Das Solarmodul 9 kann auf dem Dach oder an einer Seitenwand des Kraftfahrzeugs 12 angeordnet sein.The solar module 9 can be on the roof or on a sidewall of the motor vehicle 12 be arranged.

Das weitere Solarmodul 9 kann über die Schnittstellen 7 und 8 mit der Energiespeichervorrichtung 1 elektrisch verbunden sein und kann so die Energiespeichervorrichtung 1 ebenfalls mit elektrischer Energie versorgen.The further solar module 9 can over the interfaces 7 and 8th with the energy storage device 1 be electrically connected, and so can the energy storage device 1 also provide with electrical energy.

Das weitere Solarmoduls 9 ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Solarmodul 3 zumindest zweitweise die Energiespeichervorrichtung 1 nicht mit ausreichend elektrischer Energie versorgen kann. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Solarmodul 3 eine für die Erzeugung von elektrischer Energie ungünstige Ausrichtung zum Licht aufweist, insbesondere wenn die Energiespeichervorrichtung 1 zwischen den Achsen des Kraftfahrzeugs 12 angeordnet und gleichzeitig das Solarmodul 3 an dem Gehäuse 2 befestigt ist.The further solar module 9 is particularly advantageous if the solar module 3 at least in part the energy storage device 1 can not supply with sufficient electrical energy. This can be the case, for example, if the solar module 3 having an unfavorable for the generation of electrical energy alignment with the light, in particular when the energy storage device 1 between the axles of the motor vehicle 12 arranged and at the same time the solar module 3 on the housing 2 is attached.

Gemäß dem Verfahren wird die Temperierungsvorrichtung 4 der Energiespeichervorrichtung 1 im Leistungsmodus betrieben, wenn die Energiespeichervorrichtung 1 mit elektrischer Energie durch den stromerzeugende Generator 10 versorgt wird (beispielsweise während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 12). Dagegen wird die Temperierungsvorrichtung 4 im Sparmodus betrieben (d. h. mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme als im Leistungsmodus), wenn die Energiespeichervorrichtung 1 nicht mit elektrischer Energie von dem stromerzeugende Generator 10, sondern nur mit elektrischer Energie von dem Solarmodul 3 und/oder 9 versorgt wird (beispielsweise im parkenden Zustand des Kraftfahrzeugs 12).According to the method, the tempering device 4 the energy storage device 1 operated in power mode when the energy storage device 1 with electrical energy through the electricity generating generator 10 is supplied (for example, during operation of the motor vehicle 12 ). In contrast, the tempering device 4 operated in economy mode (ie, with a smaller electrical power consumption than in the power mode) when the energy storage device 1 not with electrical energy from the electricity generating generator 10 but only with electrical energy from the solar panel 3 and or 9 is supplied (for example, in the parked state of the motor vehicle 12 ).

Claims (10)

Energiespeichervorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (12), welche aufweist: – ein Gehäuse (2), – mindestens einen Energiespeicher (5), welcher im Gehäuse (2) angeordnet ist, – mindestens ein Solarzellenmodul (3, 9), – eine elektrische Temperierungsvorrichtung (4) zur Temperierung des Energiespeichers, welche zur Versorgung mit elektrischer Energie mit dem Solarzellenmodul (3, 9) elektrisch verbunden ist.Energy storage device ( 1 ) for a motor vehicle ( 12 ), comprising: - a housing ( 2 ), - at least one energy store ( 5 ), which in the housing ( 2 ), - at least one solar cell module ( 3 . 9 ), - an electric tempering device ( 4 ) for controlling the temperature of the energy store, which for supplying electrical energy with the solar cell module ( 3 . 9 ) is electrically connected. Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Solarzellenmodul (3) an einer Außenfläche des Gehäuses (2) angeordnet oder Bestandteil des Gehäuses (2) ist.Energy storage device ( 1 ) according to claim 1, wherein the at least one solar cell module ( 3 ) on an outer surface of the housing ( 2 ) or part of the housing ( 2 ). Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Steuervorrichtung (6), welche derart ausgebildet ist und mit Mittel versehen ist, dass sie die Temperierungsvorrichtung (4) in Abhängigkeit von einer Bedingung hinsichtlich ihrer elektrischen Leistungsaufnahme steuern kann.Energy storage device ( 1 ) according to one of the preceding claims, with a control device ( 6 ), which is designed in such a way and is provided with means that it the Temperierungsvorrichtung ( 4 ) depending on a condition regarding their electric power consumption. Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei – die Energiespeichervorrichtung (1) eine elektrische Schnittstelle (7) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung (4) mit einer externen elektrischen Energiequelle (9, 10) koppelbar ist, und – die Steuervorrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung (4) in einem Leistungsmodus betrieben wird, falls die Temperierungsvorrichtung (4) mit elektrischer Energie von einer an die elektrische Schnittstelle (7) gekoppelten externen elektrischen Energiequelle versorgt wird, und ansonsten die Temperierungsvorrichtung (4) in einem Sparmodus betrieben wird, wobei im Sparmodus die Temperierungsvorrichtung (4) mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben wird als im Leistungsmodus.Energy storage device ( 1 ) according to claim 3, wherein - the energy storage device ( 1 ) an electrical interface ( 7 ), which is designed such that the tempering device ( 4 ) with an external electrical energy source ( 9 . 10 ), and The control device ( 6 ) is designed such that the temperature control device ( 4 ) is operated in a power mode if the tempering device ( 4 ) with electrical energy from one to the electrical interface ( 7 ) coupled external electrical energy source is supplied, and otherwise the Temperierungsvorrichtung ( 4 ) is operated in an economy mode, wherein in the economy mode, the temperature control device ( 4 ) is operated with a smaller electrical power consumption than in the power mode. Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Energiespeichervorrichtung (1) eine elektrische Schnittstelle (7) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung (4) mit einer externen elektrischen Energiequelle (9, 10) koppelbar ist.Energy storage device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the energy storage device ( 1 ) an electrical interface ( 7 ), which is designed such that the tempering device ( 4 ) with an external electrical energy source ( 9 . 10 ) can be coupled. Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Temperierungsvorrichtung (4) vollständig am oder im Gehäuse (2) angeordnet ist.Energy storage device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the tempering device ( 4 ) completely on or in the housing ( 2 ) is arranged. Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Temperierungsvorrichtung (4) zur Versorgung mit elektrischer Energie mit dem Energiespeicher (5) elektrisch verbunden ist.Energy storage device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the tempering device ( 4 ) for the supply of electrical energy with the energy store ( 5 ) is electrically connected. Kraftfahrzeug (12) mit einer Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 1.Motor vehicle ( 12 ) with an energy storage device ( 1 ) according to claim 1. Kraftfahrzeug (12) nach Anspruch 8, – wobei die Energiespeichervorrichtung (1) eine elektrische Schnittstelle (7) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung (4) mit einer elektrischen Energiequelle (9, 10) koppelbar ist, – mit einer elektrischen Energiequelle (9, 10), und – mit einer weiteren elektrischen Schnittstelle (8), über die ein elektrischer Verbraucher mit der elektrischen Energiequelle (9, 10) koppelbar ist, wobei die weitere elektrische Schnittstelle (8) des Kraftfahrzeugs (12) mit der elektrische Schnittstelle (7) der Energiespeichervorrichtung (1) derart gekoppelt ist, dass die Energiespeichervorrichtung (1) mit elektrischer Energie von der elektrischen Energiequelle (9, 10) des Kraftfahrzeugs (12) versorgt werden kann.Motor vehicle ( 12 ) according to claim 8, - wherein the energy storage device ( 1 ) an electrical interface ( 7 ), which is designed such that the tempering device ( 4 ) with an electrical energy source ( 9 . 10 ), - with an electrical energy source ( 9 . 10 ), and - with a further electrical interface ( 8th ), via which an electrical consumer with the electrical energy source ( 9 . 10 ), wherein the further electrical interface ( 8th ) of the motor vehicle ( 12 ) with the electrical interface ( 7 ) of the energy storage device ( 1 ) is coupled such that the energy storage device ( 1 ) with electrical energy from the electrical energy source ( 9 . 10 ) of the motor vehicle ( 12 ) can be supplied. Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Energiespeichervorrichtung (1) eine elektrische Schnittstelle (7) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass die Temperierungsvorrichtung (4) mit einer externen elektrischen Energiequelle (9, 10) koppelbar ist, wobei die Temperierungsvorrichtung (4) in einem Leistungsmodus betrieben wird, falls die Temperierungsvorrichtung (4) mit elektrischer Energie von einer an die elektrische Schnittstelle (7) gekoppelten externen elektrischen Energiequelle versorgt wird, und ansonsten die Temperierungsvorrichtung (4) in einem Sparmodus betrieben wird, wobei im Sparmodus die Temperierungsvorrichtung (4) mit einer kleineren elektrischen Leistungsaufnahme betrieben wird als im Leistungsmodus.Method for operating an energy storage device ( 1 ) according to claim 1, wherein the energy storage device ( 1 ) an electrical interface ( 7 ), which is designed such that the tempering device ( 4 ) with an external electrical energy source ( 9 . 10 ) is coupled, wherein the tempering device ( 4 ) is operated in a power mode if the tempering device ( 4 ) with electrical energy from one to the electrical interface ( 7 ) coupled external electrical energy source is supplied, and otherwise the Temperierungsvorrichtung ( 4 ) is operated in an economy mode, wherein in the economy mode, the temperature control device ( 4 ) is operated with a smaller electrical power consumption than in the power mode.
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