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Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere miteinander elektrisch verbundene, elektrische Energie speichernde Energiespeicher sowie wenigstens eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Energiespeicheranordnung.
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Es ist bekannt, dass in modernen Kraftfahrzeugen Energiespeicheranordnungen mit mehreren, in Serie oder insbesondere parallel geschalteten, wiederaufladbaren, auch als Zellen zu bezeichnenden Energiespeichern vorgesehen sind. Die in der Energiespeicheranordnung respektive den dieser zugehörigen Energiespeichern enthaltene elektrische Energie kann unterschiedlichen elektrische Energie verbrauchenden Verbrauchern, wie z. B. Fahrerassistenzsystemen, Multimediaeinrichtungen, Beleuchtungseinrichtungen, aber auch einem als elektrische Maschine ausgebildeten Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs, zur Verfügung gestellt werden, um diese zu betreiben.
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Bei entsprechenden Energiespeicheranordnungen ist regelmäßig die Temperierung respektive Kühlung der Energiespeicheranordnung, d. h. insbesondere der dieser zugehörigen Energiespeicher sicherzustellen, um ein unerwünschtes Überhitzen der Energiespeicher zu verhindern, was abgesehen von einer negativen Beeinflussung deren Betriebseigenschaften gegebenenfalls auch zu einer in Extremfällen sogar zu einem Entzünden der Energiespeicheranordnung führenden thermisch bedingten Beschädigung der Energiespeicher und somit der Energiespeicheranordnung insgesamt führen kann.
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Zur Kühlung entsprechender Energiespeicheranordnungen respektive der diese bildenden Energiespeicher sind Kühleinrichtungen bekannt, welche basierend auf dem Prinzip eines die Energiespeicheranordnung durchströmenden, insbesondere flüssigen, Kühlmittels, eine gewisse Kühlwirkung herbeiführen.
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Problematisch bei entsprechenden Kühleinrichtungen ist jedoch, dass diese durch die, insbesondere durch Ansaugen gewährleistete, Bereitstellung des Kühlmittels aus einem extern zu der Energiespeicheranordnung angeordneten Kühlmittelvorrat regelmäßig einen gewissen Eintrag von Fremdstoffen, insbesondere Verschmutzungen, in die Energiespeicheranordnung bedingen. Die Fremdstoffe begünstigen eine Bildung von Kondensaten, die z. B. zu elektrischen Kurzschlüssen in der Energiespeicheranordnung oder einzelner dieser zugehöriger Energiespeicher und im Weiteren auch zu Beschädigungen der Energiespeicheranordnung oder einzelner dieser zugehöriger Energiespeicher führen kann.
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Der Erfindung liegt insofern das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Energiespeicheranordnung anzugeben.
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Das Problem wird erfindungsgemäß durch eine Energiespeicheranordnung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Kühleinrichtung wenigstens einen, von einem gasförmigen Kühlmittel durchströmbaren oder durchströmten geschlossenen Kühlmittelkreis umfasst.
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Die der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung zugehörige wenigstens eine Kühleinrichtung umfasst einen eigenen geschlossenen, d. h. nach Außen abgeschlossenen Kühlmittelkreis, welcher von einem gasförmigen Kühlmittel durchströmbar oder im Betrieb der Kühleinrichtung respektive der Energiespeicheranordnung durchströmt ist. Der Kühlmittelkreis ist sonach im Sinne einer autarken Baueinheit komplett in die Energiespeicheranordnung integriert. Mithin sind insbesondere Probleme der durch die Bereitstellung des Kühlmittels bedingten Einbringung unerwünschter Fremdstoffe, wie z. B. Verschmutzungen, mit dem erfindungsgemäßen Prinzip ausgeschlossen, da ein Austausch oder sonstige Wechselwirkungen des innerhalb des der Energiespeicheranordnung zugehörigen geschlossenen Kühlmittelkreises befindlichen Kühlmittels mit einem extern zu der Energiespeicheranordnung angeordneten, ein Kühlmittel bereitstellenden Kühlmittelvorrat nicht notwendig ist. Dies erklärt sich durch den im Sinne eines geschlossenen Kreislaufs geschlossenen Aufbau des Kühlmittelkreises, welcher das Entweichen des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreis verhindert. Der Kühlmittelkreis bildet oder umfasst insbesondere wenigstens einen geschlossenen Kühlkanal, in welchem oder durch welchen das gasförmige Kühlmittel strömt.
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Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen, als Kühleinrichtung wenigstens einen von einem gasförmigen Kühlmittel durchströmbaren oder durchströmten geschlossenen Kühlmittelkreis umfassenden Energiespeicheranordnung liegen im Vergleich zu bekannten Energiespeicheranordnungen mit Kühleinrichtungen, welche im Wesentlichen auf Basis eines die Energiespeicheranordnung zumindest abschnittsweise durchströmenden flüssigen Kühlmittels beruhen, in einem bedingt durch die Verwendung eines gasförmigen Kühlmittels reduzierten Gewicht sowie in dem Ausschluss der Gefahr von bedingt durch den möglichen Austritt von flüssigem Kühlmittel in die Energiespeicheranordnung respektive die von dieser umfassten Energiespeicher entstehenden elektrischen Kurzschlüssen.
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Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Prinzips im Vergleich zu bekannten Energiespeicheranordnungen mit Kühleinrichtungen, welche einen nicht geschlossenen, mithin offenen von einem gasförmigen Kühlmittel durchströmbaren oder durchströmten Kühlmittelkreis aufweisen, liegen insbesondere in der ausgeschlossenen bzw. erheblich reduzierten Gefahr der Kondensation des Kühlmittels, dem Ausschluss des Eintritts von die Energiespeicheranordnung möglicherweise etwa korrosionsbedingt schädigenden Fremdgasen und/oder, insbesondere partikelförmigen, Fremdstoffe oder Fremdkörpern sowie, sofern die Energiespeicheranordnung Teil eines Kraftfahrzeugs ist, den Ausschluss des Eintritts des gasförmigen Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreis in die Fahrgastzelle bzw. den Fahrgastinnenraum des mit der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung ausgestatten Kraftfahrzeugs.
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Grundsätzlich ist der Kühlmittelkreis respektive der durch diesen gebildete oder von diesem umfasste Kühlkanal derart durch die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung geführt, dass er an wenigstens einem sich erhitzenden sowie gegebenenfalls überhitzenden Bauteil, bevorzugt an allen sich erhitzenden sowie gegebenenfalls überhitzenden Bauteilen, d. h. insbesondere an wenigstens einem, bevorzugt an allen die Energiespeicheranordnung bildenden Energiespeichern, welche insbesondere als auf Lithium oder Lithiumverbindungen basierende elektrochemische Zellen gebildet sind, ein- oder mehrmals entlang geführt wird, so dass das Kühlmittel diese durch- und/oder überströmt. Mithin wird das Kühlmittel zu Orten der Ausbildung möglicher unerwünschter Erwärmungen bzw. Überhitzungen innerhalb der Energiespeicheranordnung geführt und somit eine hinreichende Kühlung der Energiespeicheranordnung sichergestellt.
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Die konkrete konstruktive Ausgestaltung des Kühlmittelkreises, d. h. insbesondere die Führung des wenigstens einen von diesem gebildeten oder von diesem umfassten, das Kühlmittel führenden Kühlkanals wie auch die Integration der in den Kühlmittelkreis gegebenenfalls integrierten weiteren Bauteile oder Vorrichtungen, hängt von der konkreten konstruktiven Ausgestaltung der Energiespeicheranordnung ab.
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Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung auch mehrere, voneinander getrennt angeordnete geschlossene Kühlmittelkreise umfassen, d. h. können in der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung auch mehrere, voneinander getrennt angeordnete geschlossene Kühlmittelkreise integriert sein. In allen Fällen sind der oder die Kühlmittelkreise nach Außen vollständig abgeschottet, so dass es insbesondere nicht möglich ist, dass Fremdstoffe von außerhalb der Energiespeicheranordnung in den oder die Kühlmittelkreise eindringen können respektive gasförmiges Kühlmittel von innerhalb des oder der Kühlmittelkreise nach außen entweichen kann.
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Als durch den geschlossenen Kühlmittelkreis respektive den durch diesen gebildeten bzw. von diesem umfassten Kühlkanal strömendes gasförmiges Kühlmittel kommt insbesondere Luft in Frage. Demzufolge ist der geschlossene Kühlmittelkreis bevorzugt als geschlossener Luftkreislauf ausgebildet. Gleichwohl können alternativ zu Luft auch Kohlendioxid, Argon oder sonstige, insbesondere inerte, Gase oder Gasmischungen als gasförmiges Kühlmittel eingesetzt werden.
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Vorteilhaft ist in dem Kühlmittelkreis wenigstens ein Wärmetauscher, insbesondere ein Verdampfer, angeordnet oder diesem wenigstens ein Wärmetauscher, insbesondere ein Verdampfer, zugeordnet. Wärmetauscher sind im Allgemeinen Vorrichtungen, welche thermische Energie von einem diese über- oder durchströmenden Stoffstrom auf einen anderen Stoffstrom übertragen respektive einem diese über- oder durchströmenden Stoffstrom thermische Energie zuführen oder entnehmen. Mithin dient der wenigstens eine Wärmetauscher insbesondere dazu, das durch Wärmeaufnahme aus der Energiespeicheranordnung, d. h. insbesondere den diese bildenden Energiespeichern erhitzte gasförmige Kühlmittel wieder abzukühlen, d. h. diesem eine bestimmte Wärmemenge zu entnehmen, so dass das sonach abgekühlte gasförmige Kühlmittel erneut durch die Energiespeicheranordnung geführt werden und entsprechenden Wärmequellen Wärme entnehmen kann. Die in diesem Zusammenhang von dem wenigstens einen Wärmetauscher aus dem erhitzten gasförmigen Kühlmittel entnommene Wärme wird in der Regel nach außen, d. h. aus der Energiespeicheranordnung geführt.
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Bevorzugt kann der Wärmetauscher als Verdampfer ausgebildet sein, wobei die im Rahmen des Durchströmens des Verdampfers mit dem erhitzten gasförmigen Kühlmittel dem erhitzten gasförmigen Kühlmittel entnommene Wärme zur Verdampfung einer als Arbeitsfluid dienenden Substanz, wie z. B. Wasser, verwendet wird. Der Wärmetauscher kann zu seiner Temperierung respektive der Temperierung des in diesem enthaltenen Arbeitsfluids mit einer Temperiervorrichtung verbunden sein. Dies widerspricht dem erfindungsgemäßen Prinzip eines geschlossenen Aufbau des Kühlmittelkreises nicht, d. h. das in dem Kühlmittelkreis enthaltene gasförmige Kühlmittel kann weder über den Wärmetauscher entweichen noch können Fremdstoffe über den Wärmetauscher in den geschlossenen Kühlmittelkreis eindringen.
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Neben der Integration des wenigstens einen Wärmetauschers in den geschlossenen Kühlmittelkreis der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung kann es auch alternativ oder ergänzend sein, wenigstens einen Wärmetauscher extern zu dem geschlossenen Kühlmittelkreis anzuordnen, d. h. diesem zuzuordnen, wobei ein Wärmeaustausch des innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreises enthaltenen erhitzten gasförmigen Kühlmittels mit dem Wärmetauscher über geeignete Wärme leitende Strukturen, wie z. B. Wärmeleitbleche oder dergleichen, sicherzustellen ist.
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Zweckmäßig kann in dem Kühlmittelkreis wenigstens eine Kühlmittelfördereinrichtung, insbesondere ein Gebläse, angeordnet oder diesem wenigstens eine Kühlmittelfördereinrichtung, insbesondere ein Gebläse, zugeordnet sein. Die Kühlmittelfördereinrichtung dient der Förderung bzw. Umwälzung des in dem geschlossenen Kühlmittelkreis enthaltenen gasförmigen Kühlmittels und stellt sonach einen eine hinreichende Kühlung der Energiespeicheranordnung sicherstellenden Kühlmittelfluss des gasförmigen Kühlmittels durch den geschlossenen Kühlmittelkreis sicher. Der Kühlmittelfluss, d. h. insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Kühlmittels kann sonach über eine geeignete Steuerung der Leistungsaufnahme der Kühlmittelfördereinrichtung eingestellt bzw. variiert werden.
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Die Kühlmittelfördereinrichtung ist insbesondere als Gebläse ausgebildet, welches z. B. über entsprechende Ventilatoren eine Beförderung des gasförmigen Kühlmittels in einer gegebenen Förderrichtung durch den geschlossenen Kühlmittelkreis der Energiespeicheranordnung bewegt.
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Neben der Integration der wenigstens einen Kühlmittelfördereinrichtung in den geschlossenen Kühlmittelkreis der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung kann es alternativ oder ergänzend sein, wenigstens eine Kühlmittelfördereinrichtung extern zu dem geschlossenen Kühlmittelkreis anzuordnen, d. h. diesem zuzuordnen, wobei hier über geeignete Zuleitungen ausgehend von der Kühlmittelfördereinrichtung in den geschlossenen Kühlmittelkreis sicherzustellen ist, dass das innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreises enthaltene gasförmige Kühlmittel eine hinreichende Strömung bzw. Umwälzung entlang des bzw. durch den geschlossenen Kühlmittelkreis respektive des durch diesen gebildeten bzw. von diesem umfassten wenigstens einen Kühlkanals erfährt.
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Es ist ferner denkbar, dass in dem Kühlmittelkreis wenigstens eine Heizeinrichtung angeordnet ist oder diesem wenigstens eine Heizeinrichtung zugeordnet ist. Die Heizeinrichtung, welche beispielsweise als elektrische Widerstandsheizung ausgebildet sein kann, dient einer gegebenenfalls zeitweise notwendigen Temperierung des in dem geschlossenen Kühlmittelkreis enthaltenen gasförmigen Kühlmittels. So kann sichergestellt werden, dass bei gegebenen äußeren klimatischen Bedingungen, welche sich auch auf das innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreises befindliche gasförmige Kühlmittel auswirken können, eine Kondensation des gasförmigen Kühlmittels und so eine unerwünschte Flüssigkeitsbildung innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreises verhindert werden kann. Es ist möglich, den Betrieb, d. h. insbesondere die Heizleistung der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von von die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreises erfassenden Sensoren gelieferten Sensorsignalen zu steuern. Ein positiver Nebeneffekt einer entsprechenden Heizeinrichtung kann darin bestehen, die die Energiespeicheranordnung bildenden Energiespeicher im Sinne einer Vorkonditionierung auf eine bestimmte Betriebstemperatur zu temperieren.
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Wie bereits bezüglich des Wärmetauschers sowie der Kühlmittelfördereinrichtung ausgeführt, kann auch die Heizeinrichtung nicht innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreises, sondern hierzu extern angeordnet, d. h. dem geschlossenen Kühlmittelkreis zugeordnet sein. Auch hier ist sicherzustellen, dass die von der Heizeinrichtung abgegebene Wärmemenge über Wärme leitende Strukturen an das in dem geschlossenen Kühlmittelkreis strömende gasförmige Kühlmittel herangebracht wird, was z. B. über Wärmeleitbleche oder dergleichen erfolgen kann.
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In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass der wenigstens eine Wärmetauscher und/oder die wenigstens eine Kühlmittelfördereinrichtung und/oder die wenigstens eine Heizvorrichtung samt den Energiespeichern in einem geschlossenen Gehäusekörper oder mehreren, zu einem geschlossenen Gehäusekörper verbindbaren Gehäusekörpterteilen angeordnet sind. Der, sonach gegebenenfalls aus mehreren Gehäusekörperteilen gebildete bzw. zusammengesetzte Gehäusekörper kann den geschlossenen Kühlmittelkreis aufnehmen oder den geschlossenen Kühlmittelkreis zumindest teilweise selbst durch das von diesem begrenzte Innenvolumen ausbilden. Selbstverständlich sind im Falle eines aus mehreren Einzelteilen, d. h. Gehäusekörperteilen gebildeten Gehäusekörpers die diesen im zusammengesetzten Zustand bildenden Gehäusekörperteile miteinander etwa über den Einsatz von geeigneten Dichtelementen, wie z. B. Dichtringen oder dergleichen, derart dicht verbunden, dass weder ein Austritt von gasförmigem Kühlmittel aus dem Inneren des Gehäusekörpers noch ein Eintritt von Fremdstoffen und/oder Feuchtigkeit in das Innere des Gehäusekörpers möglich ist.
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Sofern der Gehäusekörper aus mehreren einzelnen Gehäusekörperteilen gebildet ist, können die gegebenenfalls innerhalb des geschlossenen Kühlmittelkreises angeordneten Bauteile, d. h. insbesondere der wenigstens eine Wärmetauscher und/oder die wenigstens eine Kühlmittelfördereinrichtung und/oder die wenigstens eine Heizeinrichtung jeweils in unterschiedlichen Gehäusekörperteilen angeordnet bzw. untergebracht sein.
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Die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung ist vorteilhaft als eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Hochvoltbatterie weist typischerweise eine Betriebsspannung im Bereich von 60–1000 Volt, insbesondere oberhalb 150 Volt, auf und kann sonach insbesondere als so genannte Traktionsbatterie eines als Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs dienen. Mithin dient die Energiespeicheranordnung vornehmlich der Versorgung einer als Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs dienenden elektrischen Maschine mit elektrischer Energie.
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Insbesondere kann die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung als 12 Volt-Batterie oder 48 Volt-Batterie, insbesondere als Teil eines Spannungs- oder Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet sein. Dabei ist eine Verwendung der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung als, insbesondere aus auf Lithium basierenden Energiespeichern gebildete Starterbatterie in 12 Volt oder 48 bzw. 60 Volt Spannungsnetzen bzw. Bordnetzen eines Kraftfahrzeugs denkbar.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug, welches wenigstens eine wie vorstehend beschriebene Energiespeicheranordnung umfasst.
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Zu der von dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug umfassten Energiespeicheranordnung gelten sonach sämtliche Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung analog.
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Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung auch in außerhalb des Bereichs der Kraftfahrzeugtechnik liegenden technischen Anwendungen Verwendung finden. Hierzu zählt insbesondere die Verwendung der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung als Pufferbatterie, welche im Falle des Ausfalls oder der Einschränkung einer elektrischen Energieversorgung wenigstens eines elektrischen Energie verbrauchenden Verbrauchers den wenigstens einen elektrische Energie verbrauchenden Verbraucher über einen bestimmten Zeitraum, bevorzugt für den Zeitraum des Ausfalls oder der Einschränkung der elektrischen Energieversorgung, ausreichend mit elektrischer Energie versorgt und so zu einer Stabilisierung des jeweiligen, den wenigstens einen elektrische Energie verbrauchenden Verbraucher aufweisenden elektrischen Netzes bzw. einer unterbrechungsfreien Energieversorgung beiträgt, so dass dieser weiter betrieben oder zumindest ordnungsgemäß abgeschaltet werden kann. Beispielhafte Ausführungsformen entsprechender elektrische Energie verbrauchender Verbraucher sind in nicht abschließender Aufzählung Rechner (Computer), Datenspeicher, medizinische/therapeutische Geräte, wie z. B. Beatmungsanlagen, Einrichtungen zur Energiegewinnung bzw. Energiespeicherung, wie z. B. Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, etc.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Energiespeicheranordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Explosionsansicht einiger der in 1 gezeigten Energiespeicheranordnung zugehörigen Bauteile; und
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3 eine Schnittansicht entlang den Schnittlinien III-III durch die in 1 gezeigte Energiespeicheranordnung.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Energiespeicheranordnung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Die Energiespeicheranordnung 1 ist als Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) mit einer Betriebsspannung von ca. 150 Volt ausgebildet und dient vornehmlich der Versorgung einer als Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschine (nicht gezeigt) mit elektrischer Energie.
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Die Energiespeicheranordnung 1 liegt in der in 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform als eine T-förmige Konstruktion bzw. als T-förmiges Bauteil vor, d. h. weist einen T-förmigen Gehäusekörper 2 auf, welcher Gehäusekörper 2 aus einem Kopfabschnitt 3 und einem von diesem, insbesondere rechtwinklig, abragenden länglichen bzw. tunnelartigen Fußabschnitt 4 besteht. Der Gehäusekörper 2 kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Mithin kann der Kopfabschnitt 3 und der Fußabschnitt 4 des Gehäusekörpers 2 einstöckig, d. h. als ein gemeinsames Bauteil oder in Form wenigstens zweier separater, miteinander zur Bildung des Gehäusekörpers 2 verbindbarer Bauteile vorliegen.
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Wie sich aus 1 ergibt, kann der Gehäusekörper 2 auch in vertikaler Richtung unterteilt ausgebildet sein, d. h. aus zwei im zusammengebauten Zustand des Gehäusekörpers 2 übereinander angeordneten Bauteilen, d. h. einem Oberteil 5 und einem mit diesem verbindbaren oder verbundenen Unterteil 6 ausgebildet sein.
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In dem Kopfabschnitt 3 des Gehäusekörpers 2 sind die als auf Lithium basierende elektrochemische Zellen ausgebildeten, wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher 7 aufgenommen. Die einzelnen Energiespeicher 7 sind im Sinne eines Stapels oder einer Reihung aneinander angrenzend benachbart zueinander angeordnet und über Parallelschaltungen elektrisch miteinander verbunden.
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Zur Kühlung der Energiespeicheranordnung 1, d. h. insbesondere der Energiespeicher 7 weist die Energiespeicheranordnung 1 eine einen eigenen geschlossenen Kühlmittelkreis 8 aufweisende Kühleinrichtung auf. Der Kühlmittelkreis 8 ist als geschlossener Luftkreislauf zu verstehen. Durch den geschlossenen Kühlmittelkreis 8 ist ein Kühlkanal begrenzt, durch welchen ein gasförmiges Kühlmittel, wie z. B. Luft, strömt. Der Kühlkanal ist im Wesentlichen durch die Wände des Gehäusekörpers 2 im Bereich des Kopfabschnitts 3 des Gehäusekörpers 2 sowie weitere in den Gehäusekörper 2 integrierte Kühlmittelführungselemente 9 gebildet und ermöglicht eine gezielte Führung des gasförmigen Kühlmittelstroms entlang aller sich gegebenenfalls erhitzender Bauteile innerhalb des Gehäusekörpers 2, d. h. insbesondere der in dem Kopfabschnitt 3 des Gehäusekörpers 2 angeordneten Energiespeicher 7.
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Durch den nach außen geschlossenen bzw. abgeschlossenen Aufbau des Kühlmittelkreises 8 ist es weder möglich, dass Fremdstoffe in das Innere der Energiespeicheranordnung 1 respektive des dieser zugehörigen Gehäusekörpers 2 und somit in den Kühlmittelstrom gelangen noch, dass das gasförmige Kühlmittel aus dem Inneren des Gehäusekörpers 2 nach außen entweicht.
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2 zeigt eine Explosionsansicht einiger der in 1 gezeigten Energiespeicheranordnung 1 zugehörigen Bauteile, welche Bauteile sich im zusammengebauten Zustand der Energiespeicheranordnung 1 allesamt innerhalb des Gehäusekörpers 2 befinden. Zu den Bauteilen zählen insbesondere die in den geschlossenen Kühlmittelkreis 8 integrierte Kühlmittelfördereinrichtung 9, welche als Gebläse ausgebildet ist und eine Förderung bzw. Umwälzung des gasförmigen Kühlmittels durch den Kühlmittelkreis respektive den Kühlmittelkanal sicherstellt sowie ein Wärmetauscher 10, welcher als Verdampfer ausgebildet ist und der dem nach Durch- oder Überströmen erhitzter Bauteile der Energiespeicheranordnung 1, d. h. insbesondere nach Durch- oder Überströmen der Energiespeicher 7, erhitzten gasförmigen Kühlmittel Wärme entzieht. Der Kühlmittelstrom ist in 2 durch die Pfeile 11 angedeutet. Der Wärmetauscher 10 ist über schlauchartige Leitungen 12a, 12b mit einem das diesem zugehörige Arbeitsfluid, wie z. B. Wasser, bevorratenden Arbeitsfluidvorrat im Sinne eines Kälte- bzw. Wärmereservoirs verbunden.
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Aus 2 sind ebenso Kühlmittelführungselemente 9 ersichtlich, welche in Form des sich an den Wärmetauscher 10 anschließenden und die Kühlmittelfördereinrichtung 9 im zusammengebauten Zustand der Energiespeicheranordnung 1 aufnehmenden Bauteils 13 sowie des sich an die Kühlmittelfördereinrichtung 9 anschließenden sich im zusammengebauten Zustand der Energiespeicheranordnung 1 über die Breite des Kopfabschnitts 3 des Gehäusekörpers 2 erstreckenden, flachdüsenartigen Bauteils 14 vorliegen. Wiederum ist durch die Pfeile 11 der Kühlmittelstrom angedeutet, insbesondere ist zeigt 2 den Austritt des Kühlmittelstroms aus dem Bauteil 14, wie er nach Durchlaufen der Kühlmittelfördereinrichtung 9 erfolgt.
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Nicht explizit gezeigt ist eine z. B. als Widerstandsheizung ausgebildete Heizeinrichtung, welche insbesondere der Beheizung des gasförmigen Kühlmittels dient, so dass dieses ungeachtet von äußeren klimatischen Einflüssen, insbesondere der Außentemperatur, im Falle einer Abkühlung unter die kühlmittelspezifische Kondensationstemperatur temperiert werden kann und deshalb nicht Gefahr läuft, zu kondensieren. Mithin ist derart die Möglichkeit einer auf die Kondensation des gasförmigen Kühlmittels zurückzuführenden Feuchtigkeitsbildung, welche Kurzschlüsse zwischen den Energiespeichern 7 und somit Beschädigungen der Energiespeicher 7 bedingen kann, innerhalb der Energiespeicheranordnung 1 respektive innerhalb des Kühlmittelkreises 8 unterbunden.
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3 zeigt eine Schnittansicht entlang den Schnittlinien III-III durch die in 1 gezeigte Energiespeicheranordnung 1, anhand welcher der Kühlmittelkreis 8 der Energiespeicheranordnung 1 respektive der durch diesen geführte Kühlmittelstrom des gasförmigen Kühlmittels nochmals veranschaulicht ist. Ausgehend von dem nach Durchlaufen des Wärmetauschers 10 abgekühlten gasförmigen Kühlmittels wird dieses von der Kühlmittelfördereinrichtung 9 angesaugt, durch diese geführt und durch das Bauteil 14 in den Kopfabschnitt 3 des Gehäusekörpers 2 geleitet, wobei es die Energiespeicher 7 an deren Unterseite passiert.
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Der Kühlmittelstrom wird an der vertikalen Wand des Kopfabschnitts 3 nach oben geführt und strömt im Weiteren über die Oberseite der Energiespeicher 7 bis er den Kopfabschnitt 3 des Gehäusekörpers 2 verlässt. Beim Durch- bzw. Überströmen der Energiespeicher 7 nimmt das gasförmige Kühlmittel eine bestimmte von den Energiespeichern 7 ausgehende Wärmemenge auf und erhitzt sich dabei, sodass sich durch den Wärmeabtransport von den Energiespeichern 7 eine gewisse Kühlung der Energiespeicher 7 einstellt.
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Schließlich gibt das erhitzte gasförmige Kühlmittel einen Teil der beim Durch- bzw. Überströmen der Energiespeicher 7 aufgenommenen Wärmemenge beim Durchströmen des Wärmetauschers 10 wieder an das in dem Wärmetauscher 10 enthaltene Arbeitsfluid ab, wodurch das gasförmige Kühlmittel wieder abgekühlt wird.
