DE102017217963A1 - Wärmespeichervorrichtung und Verfahren zum Speichern von Wärme - Google Patents

Wärmespeichervorrichtung und Verfahren zum Speichern von Wärme Download PDF

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Abstract

Um eine Wärmespeichervorrichtung bereitzustellen, welche eine geringe Masse aufweist, geringen Raum benötigt und dennoch eine hohe Speicherdichte bietet, wird vorgeschlagen, dass die Wärmespeichervorrichtung Folgendes umfasst:Ein Gehäuse, welches einen Speicherraum umgibt;ein in dem Speicherraum angeordnetes Speichermedium, welches einen Feststoffspeicherkörper umfasst;eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des Speichermediums, wobei die Heizvorrichtung mindestens ein in dem Speicherraum angeordnetes elektrisches Heizelement umfasst;eine Fluidführung zur Hindurchführung von Fluid durch den Speicherraum.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmespeichervorrichtung und ein Verfahren zum Speichern von Wärme. Derartige Vorrichtungen und Verfahren kommen insbesondere bei zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen (Elektrofahrzeugen) zum Einsatz, um einen im Fahrbetrieb erforderlichen Wärmebedarf möglichst mit gespeicherter Wärme zu decken und somit den elektrischen Energiebedarf für nicht antriebsrelevante Komponenten zu minimieren.
  • Wärmespeichervorrichtungen, Energiespeicher und Elektrofahrzeuge sind insbesondere aus folgenden Druckschriften bekannt: DE 197 49 793 A1 , DE 10 2014 213 674 A1 , DE 10 2010 030 746 A1 , DE 43 27 866 C1 , DE 102 33 415 A1 , US 2012/0076698 A1 , EP 0 541 585 B1 und EP 0 827 853 A2 .
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmespeichervorrichtung bereitzustellen, welche eine geringe Masse aufweist, geringen Raum benötigt und dennoch eine hohe Speicherkapazität bietet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wärmespeichervorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.
  • Die Wärmespeichervorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in Elektrofahrzeugen und umfasst vorzugsweise Folgendes:
    • Ein Gehäuse, welches einen Speicherraum umgibt;
    • ein in dem Speicherraum angeordnetes Speichermedium, welches einen Feststoffspeicherkörper umfasst;
    • eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des Speichermediums, wobei die Heizvorrichtung mindestens ein in dem Speicherraum angeordnetes elektrisches Heizelement umfasst;
    • eine Fluidführung zur Hindurchführung von Fluid, insbesondere Luft, durch den Speicherraum.
  • Dadurch, dass die Wärmespeichervorrichtung einen Feststoffspeicherkörper umfasst, welcher mittels eines elektrischen Heizelements erhitzbar ist, kann unter Verwendung von elektrischer Energie vorzugsweise auf geringem Raum Wärme effizient gespeichert und später bereitgestellt werden.
  • Insbesondere kann Hochtemperaturwärme bei einem Temperaturniveau von mindestens ungefähr 400 °C, beispielsweise mindestens ungefähr 500 °C, insbesondere ungefähr 700 °C, gespeichert werden.
  • Mindestens ein elektrisches Heizelement ist vorzugsweise in den Feststoffspeicherkörper integriert.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein elektrisches Heizelement ein Widerstandselement ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Feststoffspeicherkörper selbst das Widerstandsheizelement bildet.
  • Vorzugsweise sind an dem Feststoffspeicherkörper Elektroden angeordnet, um einen elektrischen Strom durch den Feststoffspeicherkörper zu ermöglichen.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass an einander gegenüberliegenden Enden des Feststoffspeicherkörpers jeweils eine oder mehrere Elektroden angeordnet sind.
  • Die beiden Elektroden erstrecken sich vorzugsweise zumindest näherungsweise über eine gesamte Seitenfläche des Feststoffspeicherkörpers, wodurch insbesondere ein räumlich gleichmäßiger elektrischer Strom innerhalb des Feststoffspeicherkörpers erzeugbar ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Elektroden zentral an oder längs einer Mittelachse, insbesondere Rotationsachse, des Feststoffspeicherkörpers angeordnet sind und dass eine oder mehrere Elektroden an einer oder mehreren von der Mittelachse, insbesondere Rotationsachse, abgewandten Außenseiten des Feststoffspeicherkörpers angeordnet sind. Insbesondere ergibt sich hierdurch vorzugsweise ein im Wesentlichen radialer Stromfluss innerhalb des Feststoffspeicherkörpers.
  • Eine Richtung, längs welcher der elektrische Strom fließt, ist vorzugsweise zumindest näherungsweise parallel oder zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Fluidströmungsrichtung, längs welcher das den Speicherraum, insbesondere den Feststoffspeicherkörper, durchströmende Fluid strömt.
  • Der Feststoffspeicherkörper kann beispielsweise quaderförmig oder zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, ausgebildet sein.
  • Günstig kann es sein, wenn der Feststoffspeicherkörper ein Wabenkörper ist.
  • Der Feststoffspeicherkörper ist insbesondere ein extrudierter oder stranggepresster Körper. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Feststoffspeicherkörper gegossen oder gedruckt ist.
  • Günstig kann es sein, wenn der Feststoffspeicherkörper einstückig ausgebildet ist.
  • An dem Feststoffspeicherkörper angeordnete Elektroden weisen vorzugsweise eine oder mehrere Durchströmungsöffnungen auf, so dass insbesondere die Enden von Waben eines als Wabenkörper ausgebildeten Speicherkörpers von außen zugänglich bleiben. Insbesondere ist der Feststoffspeicherkörper, gegebenenfalls zusammen mit einer oder mehreren Elektroden, von Fluid, insbesondere Luft, durchströmbar.
  • Günstig kann es sein, wenn zwei Elektroden an denjenigen beiden Seitenflächen des Feststoffspeicherkörpers angeordnet sind, an welchen die Waben des Wabenkörpers zugänglich sind.
  • Die Waben des Wabenkörpers bilden insbesondere Durchströmungskanäle zur Durchströmung des Feststoffspeicherkörpers.
  • Vorteilhaft kann es sein, wenn der Feststoffspeicherkörper aus einem keramischen Material gebildet ist, welches zumindest abschnittsweise oder nur abschnittsweise elektrisch leitfähig ist.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Feststoffspeicherkörper aus einem Siliciumcarbid-Material besteht oder gebildet ist.
  • Das Siliciumcarbid-Material kann insbesondere kubisches beta-SiC umfassen oder hieraus gebildet sein.
  • Ferner kann das Siliciumcarbid-Material hexagonales alpha-SiC umfassen oder hieraus gebildet sein.
  • Die Wabenstruktur des Feststoffspeicherkörpers ist vorzugsweise selbst elektrisch leitfähig.
  • Das Siliciumcarbid-Material weist vorzugsweise eine Dichte von mindestens ungefähr 2900 kg/m3 auf. Eine Wärmekapazität cp,m beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 1000 J/kgK, während eine Wärmeleitfähigkeit λm beispielsweise mindestens ungefähr 65 W/mK beträgt.
  • Insbesondere alpha-SiC mit hexagonaler 2H-Struktur und 70 Gew.% Silicium sowie 30 Gew.% Kohlenstoff bietet vorzugsweise eine im Vergleich zu Stahl oder Al2O3-Keramik höhere Temperaturleitfähigkeit von beispielsweise ungefähr 230 mm2/s (bei 20 °C), wodurch insbesondere ein besserer konduktiver Wärmetransport und geringere thermo-mechanische Eigenspannungen erhältlich sein können.
  • Ein spezifischer elektrischer Widerstand liegt beispielsweise bei ungefähr 40 Ωm, kann jedoch insbesondere bei zunehmender Temperatur stark variieren.
  • Bei kubischer Kristallstruktur (kubisches beta-SiC) kann beispielsweise ein mittlerer spezifischer Widerstand von ungefähr 0,1 Ωm erhältlich sein, wodurch sich optimierte Heizeigenschaften ergeben können.
  • Das Siliciumcarbid-Material ist beispielsweise reaktionsgebunden.
  • Insbesondere ist das Siliciumcarbid-Material in einem Strangpressverfahren, gegebenenfalls mit anschließender Sinterung, herstellbar.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Feststoffspeicherkörper mittels mindestens einer Isolationsschicht thermisch und elektrisch von einer den Speicherraum umgebenden Gehäusewandung des Gehäuses getrennt ist.
  • Die Isolationsschicht ist insbesondere aus einem elektrisch nicht leitenden und/oder einem thermisch schlecht leitenden, insbesondere isolierenden, Keramikmaterial gebildet oder umfasst ein solches Keramikmaterial.
  • Die Isolationsschicht ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sich um die Isolationsschicht, durch die Isolationsschicht und/oder an der Isolationsschicht kein Bypassstrom ergibt, welcher den Feststoffspeicherkörper umgeht.
  • Die Isolationsschicht umgibt den Feststoffspeicherkörper vorzugsweise mehrseitig, insbesondere vierseitig.
  • Insbesondere ist die Isolationsschicht an denjenigen Seiten des Feststoffspeicherkörpers angeordnet, an denen keine Wabenöffnungen und/oder Elektroden angeordnet sind, sofern der Feststoffspeicherkörper ein Wabenkörper ist.
  • Alternativ oder ergänzend zu der Isolationsschicht kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass eine den Speicherraum umgebende Gehäusewandung des Gehäuses doppelwandig ausgebildet ist.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Gehäusewandung zwei Wandungsschichten, insbesondere Metallschichten, umfasst.
  • Zwischen den beiden Wandungsschichten ist vorzugsweise ein Hohlraum gebildet, welcher insbesondere evakuiert ist. Die Gehäusewandung ist somit insbesondere vakuumisoliert. Eine den Speicherraum umgebende Gehäusewandung des Gehäuses umfasst oder bildet vorzugsweise eine Vakuuminstallationsschicht.
  • Vorteilhaft kann es sein, wenn das Gehäuse zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei insbesondere zwei einander gegenüberliegende Enden des Gehäuses verjüngt ausgebildet sind und/oder jeweils in eine Fluidleitung der Fluidführung münden.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
  • Die Wärmespeichervorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Elektrofahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Wärmespeichervorrichtung umfasst.
  • Das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wärmespeichervorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Speichern von Wärme bereitzustellen, welches insbesondere bei Elektrofahrzeugen anwendbar ist und dabei zur Einsparung von im Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs benötigter elektrischer Energie beiträgt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Speichern von Wärme gelöst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
    • Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Wärmespeichervorrichtung;
    • Erhitzen des Feststoffspeicherkörpers durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Heizelement;
    • Entnehmen von Wärme aus dem Feststoffspeicherkörper durch Hindurchführen von Fluid, insbesondere Luft, durch den Speicherraum.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wärmespeichervorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Feststoffspeicherkörper unter Verwendung von elektrischer Energie erhitzt wird, während das Elektrofahrzeug an eine externe Spannungsquelle angeschlossen ist.
  • Der Feststoffspeicherkörper wird insbesondere auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 400 °C, beispielsweise mindestens ungefähr 500 °C, insbesondere ungefähr 700 °C, erhitzt.
  • Zur Bereitstellung von Wärme, insbesondere zum Erhitzen des Innenraums und/oder zum Vorheizen von Antriebskomponenten des Elektrofahrzeugs (Elektromotor, Leistungselektronik, Akkumulatoren, Brennstoffzellen, etc.) wird vorzugsweise mittels der Fluidführung Fluid, insbesondere Luft, durch den Speicherraum, insbesondere durch die Waben des Feststoffspeicherkörpers, hindurchgeführt. Das Fluid erhitzt sich dabei stark und kann entweder direkt zu den zu erwärmenden Bereichen oder Komponenten zugeführt werden oder aber durch Zumischen von Kaltfluid, insbesondere Kaltluft, auf eine gewünschte niedrigere Temperatur gebracht und dann zu den zu erhitzenden Bereichen und/oder Komponenten zugeführt werden.
  • Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels eines Fluids Wärme aus dem Feststoffspeicherkörper abgeführt und an einem Wärmeübertrager auf ein weiteres Fluid übertragen wird.
  • Ferner können die erfindungsgemäße Wärmespeichervorrichtung, das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug und/oder die erfindungsgemäßen Verfahren einzelne oder mehrere der folgenden Merkmale und/oder Vorteile aufweisen:
  • Die Beladung der Wärmespeichervorrichtung erfolgt insbesondere durch power-to-heat-Beladung, indem elektrische Energie durch Widerstandserwärmung in Wärme umgewandelt wird. Diese Umwandlung erfolgt insbesondere unmittelbar in dem Speichermedium und somit in dem Feststoffspeicherkörper.
  • Das Fluid, welches mittels der Fluidführung durch den Speicherraum hindurchführbar ist, bildet insbesondere ein Wärmeträgerfluid, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, insbesondere Luft.
  • Vorzugsweise sind mittels der Wärmespeichervorrichtung gravimetrische Energiedichten von mindestens ungefähr 150 Wh/kg, beispielsweise ungefähr 180 Wh/kg, erhältlich.
  • Insbesondere dann, wenn der Feststoffspeicherkörper ein Wabenkörper ist, ergibt sich vorzugsweise eine hohe Kontaktfläche, an welcher das durch den Speicherraum hindurchgeführte Fluid in unmittelbaren Kontakt mit dem Speichermedium kommen kann. Dies wiederum ermöglicht vorzugsweise hohe Entladeleistungen, insbesondere im kW-Bereich, wodurch letztlich eine Erwärmung der zu erwärmenden Bereiche und/oder Komponenten in sehr kurzer Zeit ermöglicht wird.
  • Unter einem Elektrofahrzeug ist in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen insbesondere jegliches Fahrzeug mit elektrischer Antriebskomponente zu verstehen. Insbesondere sind Elektrofahrzeuge rein elektrisch betriebene Fahrzeuge sowie Hybridfahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge.
  • Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
  • Es zeigt:
    • 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Wärmespeichervorrichtung für ein Elektrofahrzeug.
  • Eine in 1 dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Wärmespeichervorrichtung kommt insbesondere in Elektrofahrzeugen zum Einsatz und dient dabei der Speicherung und Bereitstellung von Wärme, um letztlich keine oder möglichst wenig elektrische Energie für nicht antriebsrelevante Komponenten des Elektrofahrzeugs zu verbrauchen.
  • Die Wärmespeichervorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 102, welches einen Speicherraum 104 umgibt. In dem Speicherraum 104 ist ein Speichermedium 106 angeordnet.
  • Das Speichermedium 106 ist insbesondere ein Feststoffspeicherkörper 108, welcher beispielsweise als ein Wabenkörper 110 mit einer Wabenstruktur 112 ausgebildet ist.
  • Der Feststoffspeicherkörper 108 umfasst somit insbesondere eine Vielzahl von den Feststoffspeicherkörper 108 durchquerenden Waben 114, welche Strömungskanäle zur Durchströmung des Feststoffspeicherkörpers 108 bilden.
  • Der Feststoffspeicherkörper 108 ist insbesondere aus einem Siliciumcarbid-Material gebildet.
  • Die Waben 114 verbinden zwei einander gegenüberliegende Seiten des Feststoffspeicherkörpers 108. An diesen beiden Seiten ist jeweils eine Elektrode 116 angeordnet, welche wiederum mittels jeweils einer elektrischen Leitung 118 mit einer Spannungsquelle 120 verbunden sind.
  • Das Gehäuse 102 weist dabei vorzugsweise eine oder mehrere Elektrodendurchführungen 122 auf, um die innerhalb des Gehäuses 102 angeordneten Elektroden 116 elektrisch mit der außerhalb des Gehäuses 102 angeordneten Spannungsquelle 120 zu verbinden.
  • Der Feststoffspeicherkörper 108 ist somit mittels der Elektroden 116 und der Spannungsquelle 120 unter Strom setzbar.
  • Da der Feststoffspeicherkörper 108 vorzugsweise elektrisch leitend ist, bildet der Feststoffspeicherkörper 108 ein als Widerstandsheizelement 124 ausgebildetes elektrisches Heizelement 126 einer Heizvorrichtung 128 der Wärmespeichervorrichtung 100.
  • Der Feststoffspeicherkörper 108 ist somit unter Nutzung von elektrischer Energie erhitzbar, beispielsweise auf eine Temperatur von ungefähr 700 °C.
  • Das Gehäuse 102 weist zwei Verteilerräume 130 auf, welche mittels der Waben 114 des Feststoffspeicherkörpers 108 fluidwirksam miteinander verbunden sind und an einander gegenüberliegenden Enden an Anschlussstellen 132 zum Anschließen von Fluidleitungen einer Fluidführung 134 angrenzen.
  • Der Speicherraum 104 ist somit ausgehend von einer ersten Anschlussstelle 132 durch einen ersten Verteilerraum 130, die Waben 114 des Feststoffspeicherkörpers 108, den weiteren Verteilerraum 130 hin zur zweiten Anschlussstelle 132 mit Fluid durchströmbar.
  • Das hindurchgeführte Fluid nimmt dabei Wärme von dem Feststoffspeicherkörper 108 auf und kann folglich als Wärmeträgerfluid zum Erhitzen von zu erhitzenden Bereichen und/oder Komponenten beispielsweise eines Elektrofahrzeugs genutzt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass mittels eines Wärmeübertragers Wärme von dem Fluid auf ein weiteres Fluid übertragen wird, bevor dann dieses weitere Fluid, insbesondere Luft, zum Erhitzen von zu erhitzenden Bereichen und/oder Komponenten beispielsweise eines Elektrofahrzeugs genutzt wird.
  • Eine (nicht dargestellte) Mischvorrichtung und/oder Bypassvorrichtung kann zusätzlich vorgesehen sein, insbesondere um das durch das Gehäuse 102 hindurchgeführte Fluid mit Kaltfluid zu vermischen und somit einen Warmfluidstrom oder Heißfluidstrom mit vorgegebener Temperatur erzeugen zu können.
  • Insbesondere dann, wenn der Feststoffspeicherkörper 108 als Hochtemperaturspeicher genutzt wird, kann eine Isolation des Feststoffspeicherkörpers 108 zur Umgebung hin erforderlich sein.
  • Die Wärmespeichervorrichtung 100 umfasst hierfür insbesondere eine Isolationsschicht 136, welche den Feststoffspeicherkörper 108 vorzugsweise mehrseitig umgibt. Insbesondere trennt die Isolationsschicht 136 den Feststoffspeicherkörper 108 thermisch, mechanisch, fluidmechanisch und elektrisch von einer Gehäusewandung 138 des Gehäuses 102.
  • Mittels der Isolationsschicht 136 wird somit insbesondere verhindert, dass das Gehäuse 102 unter Spannung gesetzt wird oder zu stark erhitzt wird.
  • Die Installationsschicht 136 ist insbesondere eine elektrisch nicht leitende keramische Isolationsschicht 136.
  • Zur weitergehenden Isolation kann ferner vorgesehen sein, dass das Gehäuse 102 doppelwandig ausgebildet ist.
    Insbesondere kann das Gehäuse 102 beispielsweise zwei Wandungsschichten 140 umfassen, zwischen welchen ein hohler Bereich gebildet ist, der insbesondere evakuiert ist. Zwischen den beiden Wandungsschichten 140 ist somit insbesondere eine Vakuumisolationsschicht 142 gebildet, wodurch eine noch stärkere thermische Isolation realisiert werden kann.
  • Die Wärmespeichervorrichtung 100 kann insbesondere mit Wärme, vorzugsweise mit Elektrowärme, beladen werden, wenn die Spannungsquelle 120 eine externe stationäre Spannungsquelle 120 ist. Bei der Anwendung in Elektrofahrzeugen ist dies insbesondere eine elektrische Ladestation.
  • Insbesondere zu Beginn eines Fahrbetriebs des Elektrofahrzeugs kann dann die in der Wärmespeichervorrichtung 100 gespeicherte Wärme unter Verwendung eines Wärmeträgerfluids, insbesondere Luft, zum Erhitzen eines Fahrzeuginnenraums oder von Komponenten des Elektrofahrzeugs (beispielsweise Akkumulatoren, Elektromotoren, Brennstoffzellen, Leistungselektronik, etc.) genutzt wereden.
  • Das Elektrofahrzeug kann hierdurch in kurzer Zeit in einen optimalen Betriebszustand gebracht werden, insbesondere ohne die Verwendung von elektrischerEnergie aus einer elektrischen Speichervorrichtung. Die Reichweite des Elektrofahrzeugs wird somit nicht beeinträchtigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Wärmespeichervorrichtung
    102
    Gehäuse
    104
    Speicherraum
    106
    Speichermedium
    108
    Feststoffspeicherkörper
    110
    Wabenkörper
    112
    Wabenstruktur
    114
    Wabe
    116
    Elektrode
    118
    elektrische Leitung
    120
    Spannungsquelle
    122
    Elektrodendurchführung
    124
    Widerstandsheizelement
    126
    elektrisches Heizelement
    128
    Heizvorrichtung
    130
    Verteilerraum
    132
    Anschlussstelle
    134
    Fluidführung
    136
    Isolationsschicht
    138
    Gehäusewandung
    140
    Wandungsschicht
    142
    Vakuumisolationsschicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19749793 A1 [0002]
    • DE 102014213674 A1 [0002]
    • DE 102010030746 A1 [0002]
    • DE 4327866 C1 [0002]
    • DE 10233415 A1 [0002]
    • US 2012/0076698 A1 [0002]
    • EP 0541585 B1 [0002]
    • EP 0827853 A2 [0002]

Claims (15)

  1. Wärmespeichervorrichtung (100), insbesondere zur Verwendung in Elektrofahrzeugen, wobei die Wärmespeichervorrichtung (100) Folgendes umfasst: - ein Gehäuse (102), welches einen Speicherraum (104) umgibt; - ein in dem Speicherraum (104) angeordnetes Speichermedium (106), welches einen Feststoffspeicherkörper (108) umfasst; - eine Heizvorrichtung (128) zum Erhitzen des Speichermediums (106), wobei die Heizvorrichtung (128) mindestens ein in dem Speicherraum (104) angeordnetes elektrisches Heizelement (126) umfasst; - eine Fluidführung (134) zur Hindurchführung von Fluid durch den Speicherraum (104).
  2. Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrisches Heizelement (126) in den Feststoffspeicherkörper (108) integriert ist.
  3. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrisches Heizelement (126) ein Widerstandsheizelement (124) ist.
  4. Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffspeicherkörper (108) selbst das Widerstandsheizelement (124) bildet.
  5. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffspeicherkörper (108) ein Wabenkörper (110) ist.
  6. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffspeicherkörper (108) aus einem keramischen Material gebildet ist, welches zumindest abschnittsweise oder nur abschnittsweise elektrisch leitfähig ist.
  7. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffspeicherkörper (108) aus einem Siliciumcarbid-Material besteht.
  8. Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliciumcarbid-Material kubisches beta-SiC umfasst oder hieraus gebildet ist.
  9. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliciumcarbid-Material hexagonales alpha-SiC umfasst oder hieraus gebildet ist.
  10. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffspeicherkörper (108) mittels mindestens einer Isolationsschicht (136) thermisch und elektrisch von einer den Speicherraum (104) umgebenden Gehäusewandung (138) des Gehäuses (102) getrennt ist.
  11. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Speicherraum (104) umgebende Gehäusewandung (138) des Gehäuses (102) doppelwandig ausgebildet ist.
  12. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Speicherraum (104) umgebende Gehäusewandung (138) des Gehäuses (102) eine Vakuumisolationsschicht (142) umfasst oder bildet.
  13. Elektrofahrzeug, umfassend eine Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
  14. Verfahren zum Speichern von Wärme, umfassend: - Bereitstellen einer Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12; - Erhitzen des Feststoffspeicherkörpers (108) durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Heizelement (126); - Entnehmen von Wärme aus dem Feststoffspeicherkörper (108) durch Hindurchführen von Fluid durch den Speicherraum (104).
  15. Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffspeicherkörper (108) unter Verwendung von elektrischer Energie erhitzt wird, während das Elektrofahrzeug an eine externe Spannungsquelle (120) angeschlossen ist.
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