DE102019003534A1 - Temperature control device for an energy store - Google Patents

Temperature control device for an energy store Download PDF

Info

Publication number
DE102019003534A1
DE102019003534A1 DE102019003534.8A DE102019003534A DE102019003534A1 DE 102019003534 A1 DE102019003534 A1 DE 102019003534A1 DE 102019003534 A DE102019003534 A DE 102019003534A DE 102019003534 A1 DE102019003534 A1 DE 102019003534A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchange
temperature control
fluid
control device
thermoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102019003534.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Sheila Waliño Ariete
Ruifei Xiang Zuihi Kou
Perry Uhlig
Sandeep Rao Bolineni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gentherm GmbH
Original Assignee
Gentherm GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gentherm GmbH filed Critical Gentherm GmbH
Priority to DE102019003534.8A priority Critical patent/DE102019003534A1/en
Priority to PCT/DE2020/000099 priority patent/WO2020233732A1/en
Publication of DE102019003534A1 publication Critical patent/DE102019003534A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6563Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6563Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H01M10/6565Gases with forced flow, e.g. by blowers with recirculation or U-turn in the flow path, i.e. back and forth
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567Liquids
    • H01M10/6568Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6572Peltier elements or thermoelectric devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F25B21/04Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect reversible
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung (10) für einen Energiespeicher (102), mit mindestens einer thermoelektrischen Einrichtung (14), welche mindestens eine erste und eine zweite Wärme-Austauschfläche (16, 18) aufweist, wobei eine zweite Wärme-Austauschfläche (18) so angeordnet ist, dass die thermoelektrische Einrichtung (14) über die zweite Wärme-Austauschfläche (18) mit einem an der thermoelektrischen Einrichtung (14) vorbeigeführten Wärmeaustausch-Fluid (22) in konvektivem Wärmeaustausch steht.The invention relates to a temperature control device (10) for an energy store (102), with at least one thermoelectric device (14) which has at least a first and a second heat exchange surface (16, 18), with a second heat exchange surface (18) is arranged so that the thermoelectric device (14) is in convective heat exchange via the second heat exchange surface (18) with a heat exchange fluid (22) passed past the thermoelectric device (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung für einen Energiespeicher, mit mindestens einer thermoelektrischen Einrichtung, welche mindestens eine erste und eine zweite Wärme-Austauschfläche aufweist, wobei eine zweite Wärme-Austauschfläche so angeordnet ist, dass die thermoelektrische Einrichtung über die zweite Wärme-Austauschfläche mit einem an der thermoelektrischen Einrichtung vorbeigeführten Wärmeaustausch-Fluid in konvektivem Wärmeaustausch steht.The invention relates to a temperature control device for an energy store, with at least one thermoelectric device, which has at least a first and a second heat exchange surface, wherein a second heat exchange surface is arranged so that the thermoelectric device via the second heat exchange surface with a the thermoelectric device passed heat exchange fluid is in convective heat exchange.

Ferner betrifft die Erfindung ein Energiespeichersystem mit einem Energiespeicher, welcher mehrere elektrisch leitfähig miteinander verbundene Speicherzellen umfasst, und einer Temperiereinrichtung zum Temperieren des Energiespeichers, wobei die Speicherzellen des Energiespeichers in einem oder mehreren Speicherzellenbereichen der Temperiereinrichtung angeordnet sind.The invention also relates to an energy storage system with an energy storage device comprising a plurality of electrically conductively connected storage cells, and a temperature control device for temperature control of the energy storage device, the storage cells of the energy storage device being arranged in one or more storage cell areas of the temperature control device.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb und einem Energiespeichersystem, welches dazu eingerichtet ist, dem elektrischen Antrieb elektrische Energie bereitzustellen.In addition, the invention relates to a vehicle with an electric drive and an energy storage system which is set up to provide the electric drive with electrical energy.

Moderne wiederaufladbare Energiespeicher sind innerhalb eines vergleichsweise engen Temperaturbereichs zu betreiben, um einen Leistungsabfall und einen Kapazitätsverlust zu vermeiden. Darüber hinaus können wiederaufladbare Energiespeicher durch den Betrieb außerhalb eines vorgesehenen Temperaturbereichs beschädigt werden. Auch die Lebensdauer sowie die Ladezeiten wiederaufladbarer Energiespeicher sind in erheblichen Maße von der Betriebstemperatur abhängig.Modern rechargeable energy storage devices must be operated within a comparatively narrow temperature range in order to avoid a drop in performance and a loss of capacity. In addition, rechargeable energy storage devices can be damaged by operation outside of an intended temperature range. The service life and the charging times of rechargeable energy stores are also dependent to a considerable extent on the operating temperature.

Um wiederaufladbare Energiespeicher innerhalb des vorgesehenen Temperaturbereichs betreiben zu können, werden Temperiereinrichtungen eingesetzt, über welche die Energiespeicher im Betrieb gekühlt und/oder erwärmt werden können.In order to be able to operate rechargeable energy stores within the intended temperature range, temperature control devices are used, via which the energy stores can be cooled and / or heated during operation.

Aus dem Stand der Technik bekannte Temperiereinrichtungen setzen dabei beispielsweise ausschließlich auf eine Konvektionstemperierung, bei welcher der wiederaufladbare Energiespeicher mit einer Fluidströmung beaufschlagt wird, um eine Kühlung oder Erwärmung des Energiespeichers umzusetzen. Da bei der Temperierung leistungsfähiger Energiespeicher vergleichsweise große Wärmemengen abzutransportieren sind, erfordern entsprechende Temperierlösungen den Einsatz leistungsstarker Lüfter. Derartige Lüfter weisen üblicherweise einen hohen Energieverbrauch auf und verursachen im Betrieb einen hohen Geräuschpegel, wodurch die ausschließliche Konvektionstemperierung für einige Anwendungsbereiche ausscheidet. Darüber hinaus entsteht bei einer entsprechenden Temperierung eines Energiespeichers ein Temperaturgradient entlang der Speicherzellen des Energiespeichers, da die Fluidströmung entlang der zu temperierenden Speicherzellen eine Temperaturänderung erfährt.Temperature control devices known from the prior art rely exclusively on convection temperature control, in which the rechargeable energy storage device is subjected to a fluid flow in order to implement cooling or heating of the energy storage device. Since comparatively large amounts of heat have to be transported away during the temperature control of high-performance energy storage devices, corresponding temperature control solutions require the use of powerful fans. Such fans usually have a high energy consumption and cause a high level of noise during operation, which means that exclusive convection temperature control is ruled out for some areas of application. In addition, with a corresponding temperature control of an energy store, a temperature gradient arises along the storage cells of the energy store, since the fluid flow undergoes a temperature change along the storage cells to be tempered.

In einem alternativen Temperieransatz werden thermoelektrische Einrichtungen verwendet, deren Wärme-Austauschflächen zur Umsetzung einer Kontakttemperierung wärmeleitend mit dem Energiespeicher zu verbinden sind. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, eine Abführluftströmung an den gegenüberliegenden Wärme-Austauschflächen der thermoelektrischen Einrichtungen entlang zu führen, um einen Wärmeabtransport von den thermoelektrischen Einrichtungen zu realisieren. Da die Leistungszahl entsprechender thermoelektrischer Einrichtungen üblicherweise kleiner 1 ist, ist die abzuführende Wärme an den thermoelektrischen Einrichtungen regelmäßig höher als die von dem Energiespeicher abzuführende Wärme. Zur Erzeugung geeigneter Abführluftströmungen sind somit ebenfalls äußerst leistungsfähige Lüfter erforderlich, welche einen hohen Energieverbrauch und einen hohen Geräuschpegel mit sich bringen. Bei der Kontakttemperierung mit thermoelektrischen Einrichtungen kommt es außerdem häufig zu lokalen Temperierunterschieden an den Speicherzellen, da die Größe der Kontaktfläche zwischen den einzelnen Speicherzellen und den thermoelektrischen Einrichtungen teilweise voneinander abweicht.In an alternative temperature control approach, thermoelectric devices are used whose heat exchange surfaces are to be connected to the energy store in a thermally conductive manner in order to implement contact temperature control. In this context, it is known to guide a discharge air flow along the opposite heat exchange surfaces of the thermoelectric devices in order to carry out heat removal from the thermoelectric devices. Since the coefficient of performance of corresponding thermoelectric devices is usually less than 1, the heat to be dissipated at the thermoelectric devices is usually higher than the heat to be dissipated by the energy store. In order to generate suitable exhaust air flows, extremely powerful fans are therefore also required, which involve high energy consumption and a high noise level. In the case of contact temperature control with thermoelectric devices, there are also often local temperature control differences at the storage cells, since the size of the contact area between the individual storage cells and the thermoelectric devices sometimes deviates from one another.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die Temperierung von Energiespeichern zu verbessern, ohne dabei den bei der Speichertemperierung erzeugten Geräuschpegel zu erhöhen.The object on which the invention is based is thus to improve the temperature control of energy stores without increasing the noise level generated during the storage temperature control.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Temperiereinrichtung der eingangs genannten Art, wobei eine erste Wärme-Austauschfläche so angeordnet ist, dass die thermoelektrische Einrichtung über die erste Wärme-Austauschfläche mit dem Energiespeicher in konduktivem Wärmeaustausch steht, und die zweite Wärme-Austauschfläche außerdem so angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des dort vorbeigeführten Wärmeaustausch-Fluids zuvor zusätzlich in konvektivem Wärmeaustausch mit dem Energiespeicher gewesen ist.The object is achieved by a temperature control device of the type mentioned above, a first heat exchange surface being arranged in such a way that the thermoelectric device is in conductive heat exchange with the energy store via the first heat exchange surface, and the second heat exchange surface is also arranged in this way that at least part of the heat exchange fluid passed there was previously additionally in convective heat exchange with the energy store.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch die Kombination einer Konvektionstemperierung und einer Kontakttemperierung Energiespeicher besonders energieeffizient und geräuscharm temperiert werden können.The invention makes use of the knowledge that through the combination of convection temperature control and contact temperature control, energy storage devices can be temperature controlled in a particularly energy-efficient and low-noise manner.

Das Wärmeaustausch-Fluid kann ein Gas oder ein Gasgemisch, beispielsweise Luft, oder eine Flüssigkeit sein. Im Heizbetrieb der Temperiereinrichtung ist die erste Wärme-Austauschfläche eine Heizfläche und die zweite Wärme-Austauschfläche eine Wärmezuführfläche. Im Kühlbetrieb der Temperiereinrichtung ist die erste Wärme-Austauschfläche eine Kühlfläche und die zweite Wärme-Austauschfläche eine Wärmeabführfläche. Der Energiespeicher kann ein wiederaufladbarer und/oder elektrochemischer Energiespeicher sein.The heat exchange fluid can be a gas or a gas mixture, for example air, or a liquid. In the heating mode of the temperature control device, the first heat exchange surface is one Heating surface and the second heat exchange surface a heat supply surface. In the cooling mode of the temperature control device, the first heat exchange surface is a cooling surface and the second heat exchange surface is a heat dissipation surface. The energy store can be a rechargeable and / or electrochemical energy store.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung kann ein konduktiver Wärmeaustausch direkt durch unmittelbare Berührung der beteiligten Komponenten untereinander oder indirekt unter Zwischenschaltung wärmeleitender Elemente wie Metallschichten oder Wärmeleitpasten ermöglicht sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein konvektiver Wärmeaustausch direkt durch unmittelbare Berührung des Wärmeaustausch-Fluids mit den beteiligten Komponenten oder indirekt unter Zwischenschaltung von Wärmetauschern, Kühlblechen, Wärmeverteilplatten, Oberflächenvergrößerern oder Bauelementen zur Reduktion von thermischen Übergangswiderständen oder Korrosion ermöglicht sein.In a preferred embodiment of the temperature control device according to the invention, a conductive heat exchange can be made possible directly by direct contact between the components involved or indirectly with the interposition of thermally conductive elements such as metal layers or thermally conductive pastes. Alternatively or additionally, a convective heat exchange can be made possible directly through direct contact of the heat exchange fluid with the components involved or indirectly with the interposition of heat exchangers, cooling plates, heat distribution plates, surface enlargers or components to reduce thermal contact resistance or corrosion.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung ist eine oder sind mehrere thermoelektrische Einrichtungen dazu eingerichtet, mit der ersten Wärme-Austauschfläche wärmeleitend mit zumindest einer Speicherzelle des Energiespeichers verbunden zu werden. Vorzugsweise umfasst die Temperiereinrichtung einen oder mehrere Wärmetauschkörper und die zweite Wärme-Austauschfläche der einen oder der mehreren thermoelektrischen Einrichtungen ist jeweils wärmeleitend mit einem Wärmetauschkörper verbunden ist.In a further development of the temperature control device according to the invention, one or more thermoelectric devices are set up to be connected to at least one storage cell of the energy store in a thermally conductive manner by the first heat exchange surface. The temperature control device preferably comprises one or more heat exchange bodies and the second heat exchange surface of the one or more thermoelectric devices is in each case connected to a heat exchange body in a thermally conductive manner.

In einer anderen Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung einen oder mehrere Speicherzellenbereiche, welche dazu eingerichtet sind, Speicherzellen des Energiespeichers aufzunehmen. Vorzugsweise weist die Temperiereinrichtung eine Fluidführeinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, das Wärmeaustausch-Fluid zum Wärmeaustausch durch einen Speicherzellenbereich sowie entlang eines Wärmetauschkörpers und/oder durch einen Wärmetauschkörper zu leiten. Anders als die im Stand der Technik bekannten Temperiereinrichtungen wird das Wärmeaustausch-Fluid zunächst zur Konvektionstemperierung der Speicherzellen durch den Speicherzellenbereich geleitet, bevor ein Wärmeaustausch mit der zweiten Wärme-Austauschfläche der einen oder der mehreren thermoelektrischen Einrichtungen erfolgt, wobei die eine oder die mehreren thermoelektrischen Einrichtungen für eine zusätzliche Kontakttemperierung am Energiespeicher sorgen. Durch die kombinierte Konvektions- und Kontakttemperierung der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung wird außerdem ein Temperaturgradient entlang der zu temperierenden Speicherzellen des Energiespeichers vermieden oder zumindest erheblich verringert. Etwaige Temperierunterschiede an den Speicherzellen aufgrund von unterschiedlichen Kontaktflächengrößen zwischen den Speicherzellen und der einen oder den mehreren thermoelektrischen Einrichtungen werden durch das Wärmeaustausch-Fluid, welches durch den einen oder die mehreren Speicherzellenbereiche geleitet wird, ausgeglichen oder zumindest erheblich reduziert.In another embodiment, the temperature control device according to the invention comprises one or more storage cell areas which are set up to accommodate storage cells of the energy store. The temperature control device preferably has a fluid guide device which is set up to guide the heat exchange fluid for heat exchange through a storage cell area and along a heat exchange body and / or through a heat exchange body. In contrast to the temperature control devices known in the prior art, the heat exchange fluid is first passed through the storage cell area for convection temperature control of the storage cells, before heat is exchanged with the second heat exchange surface of the one or more thermoelectric devices, with the one or more thermoelectric devices ensure additional contact temperature control on the energy storage device. The combined convection and contact temperature control of the temperature control device according to the invention also avoids or at least significantly reduces a temperature gradient along the storage cells of the energy store to be temperature controlled. Any temperature differences in the storage cells due to different contact area sizes between the storage cells and the one or more thermoelectric devices are compensated or at least significantly reduced by the heat exchange fluid that is passed through the one or more storage cell areas.

Die erste Wärme-Austauschfläche der thermoelektrischen Einrichtung kann über eine Wärmeverteileinrichtung wärmeleitend mit den Speicherzellen des Energiespeichers verbunden sein. Die Wärmeverteileinrichtung kann eine oder mehrere Wärmeverteilplatten und/oder Wärmeleitpaste umfassen.The first heat exchange surface of the thermoelectric device can be connected to the storage cells of the energy store in a thermally conductive manner via a heat distribution device. The heat distribution device can comprise one or more heat distribution plates and / or thermal paste.

Insbesondere ist die Temperiereinrichtung als Temperiereinheit ausgebildet, in welche die Speicherzellen des Energiespeichers einsetzbar oder integrierbar sind. Insbesondere weist die Temperiereinrichtung ein Außengehäuse auf, wobei der eine oder die mehreren Speicherzellenbereiche für die Speicherzellen des Energiespeichers innerhalb des Außengehäuses angeordnet sind. Die eine oder die mehreren thermoelektrischen Einrichtungen können als Peltierelemente ausgebildet sein oder jeweils ein oder mehrere Peltierelemente umfassen. Die Temperiereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Energiespeicher zu kühlen und/oder zu erwärmen.In particular, the temperature control device is designed as a temperature control unit into which the storage cells of the energy store can be used or integrated. In particular, the temperature control device has an outer housing, the one or more storage cell areas for the storage cells of the energy store being arranged within the outer housing. The one or more thermoelectric devices can be designed as Peltier elements or each comprise one or more Peltier elements. The temperature control device can be set up to cool and / or heat the energy store.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung weist die Fluidführeinrichtung einen Verteilerkanal auf, welcher eine Fluideinlassöffnung und eine oder mehrere Fluidauslassöffnungen aufweist. Das Wärmeaustausch-Fluid ist über die eine oder die mehreren Fluidauslassöffnungen des Verteilerkanals in einen Speicherzellenbereich einleitbar. Vorzugsweise ist der Verteilerkanal dazu eingerichtet, das Wärmeaustausch-Fluid auf mehrere Einzelfluidströmungen aufzuteilen. Der Verteilerkanal der Fluidführeinrichtung kann beispielsweise als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein.In a preferred embodiment of the temperature control device according to the invention, the fluid supply device has a distribution channel which has a fluid inlet opening and one or more fluid outlet openings. The heat exchange fluid can be introduced into a storage cell area via the one or more fluid outlet openings of the distribution channel. The distribution channel is preferably set up to divide the heat exchange fluid into a plurality of individual fluid flows. The distribution channel of the fluid guide device can be designed, for example, as a plastic part, in particular as a plastic injection-molded part.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung ist die Fluideinlassöffnung an einer Stirnseite des Verteilerkanals ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist eine oder sind mehrere Fluidauslassöffnungen an zumindest einer Seitenfläche des Verteilerkanals ausgebildet. Die eine oder die mehreren Fluidauslassöffnungen werden vorzugsweise durch Ausnehmungen in der Seitenbewandung des Verteilerkanals gebildet. Vorzugsweise ist der Verteilerkanal derart ausgebildet und angeordnet, dass das Wärmeaustausch-Fluid in Längsrichtung durch die Fluideinlassöffnung in den Verteilerkanal einströmt. Vorzugsweise ist der Verteilerkanal derart ausgebildet und angeordnet, dass das Wärmeaustausch-Fluid in Querrichtung durch die eine oder die mehreren Fluidauslassöffnungen aus dem Verteilerkanal herausströmt.In a further preferred embodiment of the temperature control device according to the invention, the fluid inlet opening is formed on an end face of the distribution channel. Alternatively or additionally, one or more fluid outlet openings are formed on at least one side surface of the distributor channel. The one or more fluid outlet openings are preferably formed by recesses in the side wall of the distribution channel. The distributor channel is preferably designed and arranged in such a way that the heat exchange fluid flows into the distributor channel in the longitudinal direction through the fluid inlet opening. Preferably, the distribution channel is designed and arranged such that the heat exchange fluid in Transverse direction through which one or more fluid outlet openings flows out of the distributor channel.

Es ist außerdem eine erfindungsgemäße Temperiereinrichtung bevorzugt, bei welcher der Verteilerkanal gegenüberliegende Fluidauslassöffnungen aufweist, über welche das Wärmeaustausch-Fluid in Speicherzellenbereiche einleitbar ist, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Verteilerkanals angeordnet sind. Die Fluidauslassöffnungen sind vorzugsweise an gegenüberliegenden Seitenflächen des Verteilerkanals ausgebildet und/oder werden durch Ausnehmungen in gegenüberliegenden Seitenflächen des Verteilerkanals gebildet. Der Verteilerkanal ist vorzugsweise zwischen zwei Speicherzellenbereichen der Temperiereinrichtung angeordnet.A temperature control device according to the invention is also preferred in which the distributor channel has opposite fluid outlet openings, via which the heat exchange fluid can be introduced into storage cell areas which are arranged on opposite sides of the distributor channel. The fluid outlet openings are preferably formed on opposite side surfaces of the distribution channel and / or are formed by recesses in opposite side surfaces of the distribution channel. The distribution channel is preferably arranged between two storage cell areas of the temperature control device.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung weist die Fluidführeinrichtung zumindest einen Umlenkkörper auf, welcher dazu eingerichtet ist, das aus einem Speicherzellenbereich herausströmende Wärmeaustausch-Fluid einem oder mehreren Wärmetauschkörpern zuzuleiten. Die Einströmrichtung des zumindest einen Umlenkkörpers weicht vorzugsweise von der Ausströmrichtung des zumindest einen Umlenkkörpers ab, sodass eine Strömungsumlenkung innerhalb des zumindest einen Umlenkkörpers umgesetzt wird. Der zumindest eine Umlenkkörper kann als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein.In another preferred embodiment of the temperature control device according to the invention, the fluid guide device has at least one deflecting body, which is set up to convey the heat exchange fluid flowing out of a storage cell area to one or more heat exchange bodies. The inflow direction of the at least one deflecting body preferably deviates from the outflow direction of the at least one deflecting body, so that a flow deflection is implemented within the at least one deflecting body. The at least one deflection body can be designed as a plastic part, in particular as a plastic injection-molded part.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung ist der zumindest eine Umlenkkörper an einer lateralen Außenseite eines Speicherzellenbereichs angeordnet. Vorzugsweise ist an einer gegenüberliegenden Außenseite des Speicherzellenbereichs der Verteilerkanal der Fluidführeinrichtung angeordnet. Somit kann das aus dem Verteilerkanal herausströmende Wärmeaustausch-Fluid nach Durchströmen des Speicherzellenbereichs in den Umlenkkörper eintreten und von dem Umlenkkörper in Richtung eines oder mehrerer Wärmetauschkörper umgelenkt werden.In another preferred embodiment of the temperature control device according to the invention, the at least one deflecting body is arranged on a lateral outside of a storage cell area. The distribution channel of the fluid guide device is preferably arranged on an opposite outside of the storage cell area. The heat exchange fluid flowing out of the distributor channel can thus enter the deflecting body after flowing through the storage cell area and be deflected by the deflecting body in the direction of one or more heat exchange bodies.

Es ist außerdem eine erfindungsgemäße Temperiereinrichtung vorteilhaft, bei welcher der zumindest eine Umlenkkörper mehrere Fluidaustrittskanäle aufweist, wobei die Fluidaustrittkanäle jeweils dazu eingerichtet sind, das Wärmeaustausch-Fluid einem Wärmetauschkörper zuzuleiten. Vorzugsweise weist der zumindest eine Umlenkkörper eine Fluideintrittsöffnung und mehrere Fluidaustrittsöffnungen auf, wobei die Fluidaustrittsöffnungen von den Fluidaustrittskanälen bereitgestellt werden.A temperature control device according to the invention is also advantageous in which the at least one deflecting body has a plurality of fluid outlet channels, the fluid outlet channels each being set up to convey the heat exchange fluid to a heat exchange body. The at least one deflecting body preferably has a fluid inlet opening and a plurality of fluid outlet openings, the fluid outlet openings being provided by the fluid outlet channels.

In einer anderen Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung einen ersten außenliegenden Umlenkkörper und einen zweiten außenliegenden Umlenkkörper auf. Der erste außenliegende Umlenkkörper ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das aus einem ersten Speicherzellenbereich herausströmende Wärmeaustausch-Fluid einem oder mehreren Wärmetauschkörpern zuzuleiten, welche wärmeleitend mit der zweiten Wärme-Austauschfläche von einer oder mehreren thermoelektrischen Einrichtungen verbunden sind, wobei diese eine oder diese mehreren thermoelektrischen Einrichtungen dazu eingerichtet sind, mit ihrer ersten Wärme-Austauschfläche wärmeleitend mit Speicherzellen innerhalb des ersten Speicherzellenbereichs verbunden zu werden. Der zweite außenliegende Umlenkkörper ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das aus einem zweiten Speicherzellenbereich ausströmende Wärmeaustausch-Fluid einem oder mehreren Wärmetauschkörpern zuzuleiten, welche wärmeleitend mit der zweiten Wärme-Austauschfläche von einer oder mehreren thermoelektrischen Einrichtungen verbunden sind, wobei diese eine oder diese mehreren thermoelektrischen Einrichtungen dazu eingerichtet sind, mit ihrer ersten Wärme-Austauschfläche wärmeleitend mit Speicherzellen innerhalb des zweiten Speicherzellenbereichs verbunden zu werden. Vorzugsweise sind der erste Speicherzellenbereich und der zweite Speicherzellenbereich zwischen den beiden außenliegenden Umlenkkörpern angeordnet. Vorzugsweise ist der Verteilerkanal zwischen den beiden außenliegenden Umlenkkörpern angeordnet.In another embodiment, the temperature control device according to the invention has a first outer deflecting body and a second outer deflecting body. The first external deflecting body is preferably designed to feed the heat exchange fluid flowing out of a first storage cell area to one or more heat exchange bodies which are connected in a thermally conductive manner to the second heat exchange surface of one or more thermoelectric devices, this being one or more thermoelectric devices for this purpose are designed to be connected with their first heat exchange surface in a thermally conductive manner to memory cells within the first memory cell region. The second external deflecting body is preferably set up to feed the heat exchange fluid flowing out of a second storage cell area to one or more heat exchange bodies which are connected in a thermally conductive manner to the second heat exchange surface of one or more thermoelectric devices, this being one or more thermoelectric devices are designed to be connected with their first heat exchange surface in a thermally conductive manner to memory cells within the second memory cell region. The first storage cell area and the second storage cell area are preferably arranged between the two outer deflecting bodies. The distribution channel is preferably arranged between the two outer deflecting bodies.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung weist die Fluidführeinrichtung einen Sammelkanal auf, welcher eine oder mehrere Fluideinlassöffnungen und eine Fluidauslassöffnung aufweist. Der Sammelkanal ist in Strömungsrichtung hinter dem einen oder den mehreren Wärmetauschkörpern angeordnet und dazu eingerichtet, das Wärmeaustausch-Fluid aus der Temperiereinrichtung herauszuleiten. Vorzugsweise ist der Sammelkanal dazu eingerichtet, mehrere Einzelfluidströmungen wieder zu einer Hauptfluidströmung zusammenzuführen, um diese Hauptfluidströmung aus der Temperiereinrichtung herauszuleiten. Der Sammelkanal der Fluidführeinrichtung ist vorzugsweise als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet.In a development of the temperature control device according to the invention, the fluid guide device has a collecting channel which has one or more fluid inlet openings and a fluid outlet opening. The collecting channel is arranged behind the one or more heat exchange bodies in the flow direction and is designed to guide the heat exchange fluid out of the temperature control device. The collecting channel is preferably set up to merge several individual fluid flows back together to form a main fluid flow in order to guide this main fluid flow out of the temperature control device. The collecting channel of the fluid guide device is preferably designed as a plastic part, in particular as a plastic injection-molded part.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung ist die eine oder sind die mehreren Fluideinlassöffnungen zumindest an einer Seitenfläche des Sammelkanals ausgebildet. Vorzugsweise ist der Sammelkanal derart ausgebildet und angeordnet, dass das Wärmeaustausch-Fluid in Querrichtung durch die eine oder die mehreren Fluideinlassöffnungen in den Sammelkanal einströmt. Außerdem ist der Sammelkanal vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass das Wärmeaustausch-Fluid in Längsrichtung durch den Sammelkanal in Richtung der Fluidauslassöffnung des Sammelkanals strömt.In another preferred embodiment of the temperature control device according to the invention, the one or more fluid inlet openings are formed at least on one side surface of the collecting channel. The collecting channel is preferably designed and arranged in such a way that the heat exchange fluid flows into the collecting channel in the transverse direction through the one or more fluid inlet openings. In addition, the collecting channel is preferably designed and arranged such that the heat exchange fluid in Flows longitudinally through the collecting channel in the direction of the fluid outlet opening of the collecting channel.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung weist der Sammelkanal gegenüberliegende Fluideinlassöffnungen auf, über welche das Wärmeaustausch-Fluid aus den Wärmetauschkörpern in den Sammelkanal einleitbar ist, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Sammelkanals angeordnet sind. Der Sammelkanal ist vorzugsweise zwischen zwei Gruppen von Wärmetauschkörpern angeordnet. Die erste Gruppe von Wärmetauschkörpern ist vorzugsweise einer ersten Gruppe von thermoelektrischen Einrichtungen zugeordnet. Die erste Gruppe von thermoelektrischen Einrichtungen ist vorzugsweise einem ersten Speicherzellenbereich zugeordnet. Die zweite Gruppe von Wärmetauschkörpern ist vorzugsweise einer zweiten Gruppe von thermoelektrischen Einrichtungen zugeordnet. Die zweite Gruppe von thermoelektrischen Einrichtungen ist vorzugsweise einem zweiten Speicherzellenbereich zugeordnet.In a further development of the temperature control device according to the invention, the collecting duct has opposite fluid inlet openings, via which the heat exchange fluid can be introduced from the heat exchange bodies into the collecting duct, which are arranged on opposite sides of the collecting duct. The collecting channel is preferably arranged between two groups of heat exchange bodies. The first group of heat exchange bodies is preferably assigned to a first group of thermoelectric devices. The first group of thermoelectric devices is preferably assigned to a first memory cell area. The second group of heat exchange bodies is preferably assigned to a second group of thermoelectric devices. The second group of thermoelectric devices is preferably assigned to a second memory cell area.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung weist der eine oder weisen die mehreren Wärmetauschkörper jeweils eine oder mehrere Wärmetauschrippen, eine oder mehrere Wärmetauschlamellen und/oder einen oder mehrere Wärmetauschstifte auf. Wärmetauschrippen, Wärmetauschlamellen und Wärmetauschstifte vergrößern die Oberfläche, über welche ein Wärmeaustausch mit dem Wärmeaustausch-Fluid erfolgen kann, sodass der Wärmeaustausch zwischen dem Wärmeaustausch-Fluid und dem einen oder den mehreren Wärmetauschkörpern gesteigert wird. Der eine oder die mehreren Wärmetauschkörper können aus einem Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet sein.In a preferred embodiment of the temperature control device according to the invention, the one or more heat exchange bodies each have one or more heat exchange fins, one or more heat exchange fins and / or one or more heat exchange pins. Heat exchange fins, heat exchange fins and heat exchange pins increase the surface over which a heat exchange with the heat exchange fluid can take place, so that the heat exchange between the heat exchange fluid and the one or more heat exchange bodies is increased. The one or more heat exchange bodies can be formed from a metal or a metal alloy.

Es ist außerdem eine erfindungsgemäße Temperiereinrichtung vorteilhaft, welche zumindest einen Strömungserzeuger aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, eine Strömung des Wärmeaustausch-Fluids zu erzeugen. Der zumindest eine Strömungserzeuger kann innerhalb des Außengehäuses, an dem Außengehäuse oder entfernt von dem Außengehäuse der Temperiereinrichtung positioniert sein. Der zumindest eine Strömungserzeuger kann als Lüfter oder als Pumpe ausgebildet sein.A temperature control device according to the invention is also advantageous which has at least one flow generator which is set up to generate a flow of the heat exchange fluid. The at least one flow generator can be positioned within the outer housing, on the outer housing or away from the outer housing of the temperature control device. The at least one flow generator can be designed as a fan or as a pump.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die eine oder die mehreren thermoelektrischen Einrichtungen und den zumindest einen Strömungserzeuger zu steuern. Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, wahlweise einen zeitgleichen oder einen zeitversetzten Betrieb der einen oder der mehreren thermoelektrischen Einrichtungen und des zumindest einen Strömungserzeugers zu veranlassen. Somit kann bei einem geringen Temperierbedarf nur eine Kontakttemperierung durch die eine oder die mehreren thermoelektrischen Einrichtung oder nur eine Konvektionstemperierung über das Wärmeaustausch-Fluid veranlasst werden. Bei einem gesteigerten Temperierbedarf können dann die Kontakttemperierung und die Konvektionstemperierung miteinander kombiniert werden.In another preferred embodiment, the temperature control device according to the invention has a control device which is set up to control the one or more thermoelectric devices and the at least one flow generator. The control device is preferably set up to selectively initiate simultaneous or time-delayed operation of the one or more thermoelectric devices and of the at least one flow generator. Thus, when there is little need for temperature control, only contact temperature control by the one or more thermoelectric devices or only convection temperature control via the heat exchange fluid can be initiated. If there is an increased need for temperature control, contact temperature control and convection temperature control can then be combined with one another.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Energiespeichersystem der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Temperiereinrichtung des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung verwiesen. Die Speicherzellen des Energiespeichers können elektrochemische Speicherzellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, sein.The object on which the invention is based is further achieved by an energy storage system of the type mentioned at the beginning, the temperature control device of the energy storage system according to the invention being designed according to one of the embodiments described above. With regard to the advantages and modifications of the energy storage system according to the invention, reference is made to the advantages and modifications of the temperature control device according to the invention. The storage cells of the energy store can be electrochemical storage cells, for example lithium-ion cells.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems umfasst der Energiespeicher eine erste Gruppe von Speicherzellen und eine zweite Gruppe von Speicherzellen, wobei die erste Gruppe von Speicherzellen in einem ersten Speicherzellenbereich der Temperiereinrichtung und die zweite Gruppe von Speicherzellen in einem zweiten Speicherzellenbereich der Temperiereinrichtung angeordnet ist. Der erste Speicherzellenbereich und der zweite Speicherzellenbereich sind vorzugsweise voneinander beabstandet angeordnet.In a preferred embodiment of the energy storage system according to the invention, the energy store comprises a first group of storage cells and a second group of storage cells, the first group of storage cells being arranged in a first storage cell area of the temperature control device and the second group of storage cells being arranged in a second storage cell area of the temperature control device. The first memory cell area and the second memory cell area are preferably arranged at a distance from one another.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems ist zwischen der ersten Gruppe von Speicherzellen und der zweiten Gruppe von Speicherzellen und/oder zwischen dem ersten Speicherzellenbereich und/oder dem zweiten Speicherzellenbereich ein Verteilerkanal der Fluidführeinrichtung der Temperiereinrichtung angeordnet. Insbesondere ist an einer lateralen Außenseite der ersten Gruppe von Speicherzellen ein erster Umlenkkörper der Fluidführeinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist an einer lateralen Außenseite der zweiten Gruppe von Speicherzellen ein zweiter Umlenkkörper der Fluidführeinrichtung angeordnet.In another preferred embodiment of the energy storage system according to the invention, a distribution channel of the fluid supply device of the temperature control device is arranged between the first group of storage cells and the second group of storage cells and / or between the first storage cell area and / or the second storage cell area. In particular, a first deflecting body of the fluid guide device is arranged on a lateral outside of the first group of storage cells. A second deflecting body of the fluid guide device is preferably arranged on a lateral outside of the second group of storage cells.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Fahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Energiespeichersystem des erfindungsgemäßen Fahrzeugs nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist oder eine Temperiereinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfasst. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs wird auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems und auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung verwiesen.The object on which the invention is based is also achieved by a vehicle of the type mentioned at the outset, the energy storage system of the vehicle according to the invention being designed according to one of the embodiments described above or comprising a temperature control device according to one of the embodiments described above. With regard to the advantages and modifications of the vehicle according to the invention, reference is made to Advantages and modifications of the energy storage system according to the invention and reference is made to the advantages and modifications of the temperature control device according to the invention.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems in einer schematischen Darstellung;
  • 2 Speicherzellen eines Energiespeichers eines erfindungsgemäßen Energiespeichersystems in einer schematischen Darstellung;
  • 3 Wärmetauschkörper einer erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung in einer schematischen Darstellung;
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems in einer teilweisen Explosionsdarstellung;
  • 5 das in der 4 abgebildete Energiespeichersystem in einer weiteren Explosionsdarstellung;
  • 6 die Strömungswege eines Wärmeaustausch-Fluids durch ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem; und
  • 7 einen Verteilerkanal einer erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung in einer perspektivischen Darstellung.
Preferred embodiments of the invention are explained and described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show:
  • 1 an embodiment of the energy storage system according to the invention in a schematic representation;
  • 2 Storage cells of an energy store of an energy storage system according to the invention in a schematic representation;
  • 3 Heat exchange body of a temperature control device according to the invention in a schematic representation;
  • 4th a further embodiment of the energy storage system according to the invention in a partial exploded view;
  • 5 that in the 4th energy storage system shown in a further exploded view;
  • 6th the flow paths of a heat exchange fluid through an energy storage system according to the invention; and
  • 7th a distribution channel of a temperature control device according to the invention in a perspective view.

Die 1 zeigt ein Energiespeichersystem 100, welches beispielsweise dazu eingesetzt werden kann, einem elektrischen Antrieb eines Fahrzeugs elektrische Energie bereitzustellen. Das Energiespeichersystem 100 weist einen Energiespeicher 102 auf, welcher mehrere elektrisch leitfähig miteinander verbundene Speicherzellen umfasst. Die Speicherzellen des Energiespeichers 102 sind innerhalb eines Speicherzellenbereichs 12 einer Temperiereinrichtung 10 positioniert. Die Temperiereinrichtung 10 dient zum Temperieren des Energiespeichers 102.The 1 shows an energy storage system 100 , which can be used, for example, to provide electrical energy to an electrical drive of a vehicle. The energy storage system 100 has an energy store 102 on, which comprises a plurality of electrically conductive interconnected memory cells. The storage cells of the energy store 102 are within a memory cell area 12 a temperature control device 10 positioned. The temperature control device 10 serves to control the temperature of the energy store 102 .

Die Temperiereinrichtung 10 weist eine thermoelektrische Einrichtung 14 auf, welche eine Vielzahl von Peltier-Elementen umfasst. Die thermoelektrische Einrichtung 14 verfügt über eine erste Wärme-Austauschfläche 16 und eine zweite Wärme-Austauschfläche 18. Die erste Wärme-Austauschfläche 16 und die zweite Wärme-Austauschfläche 18 sind auf gegenüberliegenden Seiten der thermoelektrischen Einrichtung 14 angeordnet. Die erste Wärme-Austauschfläche 16 der thermoelektrischen Einrichtung 14 ist über eine Wärmeverteileinrichtung wärmeleitend mit den Speicherzellen des Energiespeichers 102 verbunden. Die zweite Wärme-Austauschfläche 18 der thermoelektrischen Einrichtung 14 ist wärmeleitend mit einem Wärmetauschkörper 20 der Temperiereinrichtung 10 verbunden. Der Wärmetauschkörper 20 weist Wärmetauschrippen auf und ist durchströmbar ausgebildet.The temperature control device 10 has a thermoelectric device 14th on, which comprises a plurality of Peltier elements. The thermoelectric device 14th has a first heat exchange surface 16 and a second heat exchange surface 18th . The first heat exchange surface 16 and the second heat exchange surface 18th are on opposite sides of the thermoelectric device 14th arranged. The first heat exchange surface 16 the thermoelectric device 14th is thermally conductive with the storage cells of the energy store via a heat distribution device 102 connected. The second heat exchange surface 18th the thermoelectric device 14th is thermally conductive with a heat exchanger body 20th the temperature control device 10 connected. The heat exchanger body 20th has heat exchange fins and is designed to be flowable through.

Die Temperiereinrichtung 10 weist außerdem eine Fluidführeinrichtung 24 auf, über welche eine von einem Strömungserzeuger erzeugte Strömung eines Wärmeaustausch-Fluids 22 zum Wärmeaustausch zunächst durch den Speicherzellenbereich 12 und anschließend durch den Wärmetauschkörper 20 leitbar ist.The temperature control device 10 also has a fluid guide device 24 on, via which a flow of a heat exchange fluid generated by a flow generator 22nd for heat exchange initially through the storage cell area 12 and then through the heat exchanger body 20th is controllable.

Bei der dargestellten Temperiereinrichtung 10 wird folglich eine Kontakttemperierung des Energiespeichers 102 über die thermoelektrische Einrichtung 14 mit einer Konvektionstemperierung des Energiespeichers 102 durch das Wärmeaustausch-Fluid 22 kombiniert.With the temperature control device shown 10 consequently, a contact temperature control of the energy store 102 via the thermoelectric device 14th with a convection temperature control of the energy storage 102 through the heat exchange fluid 22nd combined.

Die 2 zeigt zwei Gruppen von Speicherzellen 104a, 104b eines Energiespeichers 102, welche in zwei beabstandeten Speicherzellenbereichen 12a, 12b einer Temperiereinrichtung 10 angeordnet sind. Die erste Gruppe von Speicherzellen 104a ist in einem ersten Speicherzellenbereich 12a der Temperiereinrichtung 10 angeordnet. Die zweite Gruppe von Speicherzellen 104b ist in einem zweiten Speicherzellenbereich 12b der Temperiereinrichtung 10 angeordnet. Zwischen der ersten Gruppe von Speicherzellen 104a und der zweiten Gruppe von Speicherzellen 104b sowie zwischen dem ersten Speicherzellenbereich 12a und dem zweiten Speicherzellenbereich 12b ist ein Verteilerkanal 26 der Fluidführeinrichtung 24 der Temperiereinrichtung 10 angeordnet. Das in den Verteilerkanal 26 einströmende Wärmeaustausch-Fluid 22 wird durch gegenüberliegende Fluidauslassöffnung in den Seitenbewandungen des Verteilerkanals 26 in die Speicherzellenbereiche 12a, 12b eingeleitet. Innerhalb der Speicherzellenbereiche 12a, 12b erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen den Speicherzellen 104a, 104b und dem in die Speicherzellenbereiche 12a, 12b eingeleiteten Wärmeaustausch-Fluid 22.The 2 shows two groups of memory cells 104a , 104b an energy storage 102 , which are in two spaced apart memory cell areas 12a , 12b a temperature control device 10 are arranged. The first group of memory cells 104a is in a first memory cell area 12a the temperature control device 10 arranged. The second group of memory cells 104b is in a second memory cell area 12b the temperature control device 10 arranged. Between the first group of memory cells 104a and the second group of memory cells 104b and between the first memory cell area 12a and the second memory cell area 12b is a distribution channel 26th the fluid guide device 24 the temperature control device 10 arranged. That in the distribution channel 26th incoming heat exchange fluid 22nd is through opposite fluid outlet opening in the side walls of the distribution channel 26th into the memory cell areas 12a , 12b initiated. Within the memory cell areas 12a , 12b heat exchange takes place between the storage cells 104a , 104b and that in the memory cell areas 12a , 12b introduced heat exchange fluid 22nd .

Nach Durchströmen der Speicherzellenbereiche 12a, 12b gelangt das Wärmeaustausch-Fluid 22 in außenliegende Umlenkkörper 28a, 28b der Temperiereinrichtung 10. Die Umlenkkörper 28a, 28b leiten das aus den Speicherzellenbereichen 12a, 12b herausströmende Wärmeaustausch-Fluid 22 mehreren Wärmetauschkörpern 20a, 20b zu.After flowing through the memory cell areas 12a , 12b the heat exchange fluid arrives 22nd in external deflectors 28a , 28b the temperature control device 10 . The deflection body 28a , 28b derive this from the memory cell areas 12a , 12b outflowing heat exchange fluid 22nd several heat exchangers 20a , 20b to.

Die 3 zeigt die mehreren Wärmetauschkörper 20a, 20b, welche von dem aus den Umlenkkörpern 28a, 28b herausströmenden Wärmeaustausch-Fluid 22 durchströmt werden. Die Wärmetauschkörper 20a, 20b sind wärmeleitend mit der zweiten Wärme-Austauschfläche 18 von thermoelektrischen Einrichtungen 14 verbunden. Somit sorgen die Wärmetauschkörper 20a, 20b für einen Wärmeaustausch zwischen der zweiten Wärme-Austauschfläche 18 der thermoelektrischen Einrichtungen 14 und dem Wärmeaustausch-Fluid 22.The 3 shows the multiple heat exchanger bodies 20a , 20b , which of the out of the deflectors 28a , 28b outflowing heat exchange fluid 22nd are flowed through. The heat exchanger body 20a , 20b are thermally conductive with the second heat exchange surface 18th of thermoelectric devices 14th connected. So worry the heat exchanger body 20a , 20b for a heat exchange between the second heat exchange surface 18th of thermoelectric devices 14th and the heat exchange fluid 22nd .

In Strömungsrichtung hinter den Wärmetauschkörpern 20a, 20b ist ein Sammelkanal 30 angeordnet, innerhalb welchem sich das Wärmeaustausch-Fluid 22 sammelt, um dieses gesammelt aus der Temperiereinrichtung 10 herausleiten zu können.In the direction of flow behind the heat exchanger bodies 20a , 20b is a collecting channel 30th arranged, within which the heat exchange fluid 22nd collects to this collected from the temperature control 10 to be able to lead out.

Die 4 und die 5 zeigen ein Energiespeichersystem 100 mit einem Energiespeicher 102, welcher mehrere elektrisch leitfähig miteinander verbundene Speicherzellen 104a, 104b umfasst. Zum Temperieren des Energiespeichers 102 umfasst das Energiespeichersystem 100 ferner eine Temperiereinrichtung 10. Die Speicherzellen 104a, 104b des Energiespeichers 102 sind in Speicherzellenbereichen 12a, 12b der Temperiereinrichtung 10 angeordnet.The 4th and the 5 show an energy storage system 100 with an energy store 102 , which contains several electrically conductively connected memory cells 104a , 104b includes. For temperature control of the energy storage 102 includes the energy storage system 100 also a temperature control device 10 . The memory cells 104a , 104b of the energy storage 102 are in memory cell areas 12a , 12b the temperature control device 10 arranged.

Die Fluidführeinrichtung 24 der Temperiereinrichtung 10 umfasst einen Verteilerkanal 26, zwei Umlenkkörper 28a, 28b und einen Sammelkanal 30.The fluid guide device 24 the temperature control device 10 includes a manifold 26th , two deflectors 28a , 28b and a collecting channel 30th .

Der Verteilerkanal 26 umfasst eine Fluideinlassöffnung 38 und mehrere Fluidauslassöffnungen 40a, 40b. Das über die Fluideinlassöffnung 38 einströmende Wärmeaustausch-Fluid 22 wird durch den Verteilerkanal 26 auf mehrere Einzelfluidströmungen aufgeteilt. Das Wärmeaustausch-Fluid wird über die Fluidauslassöffnungen 40a, 40b des Verteilerkanals 26 in die Speicherzellenbereiche 12a, 12b eingeleitet. Die Fluideinlassöffnung 38 ist an der Stirnseite des Verteilerkanals 26 ausgebildet. Die Fluidauslassöffnungen 40a, 40b sind gegenüberliegend angeordnet, sodass das Wärmeaustausch-Fluid in die Speicherzellenbereiche 12a, 12b einleitbar ist, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Verteilerkanals 26 angeordnet sind. An der Außenseite der Speicherzellen 104a, 104b sind Abdeckungen 32a, 32b angeordnet, welche verhindern, dass das Wärmeaustausch-Fluid im Bereich der Speicherzellenbereiche 12a, 12b aus dem Energiespeichersystem 100 entweicht.The distribution channel 26th includes a fluid inlet port 38 and a plurality of fluid outlet ports 40a , 40b . That via the fluid inlet port 38 incoming heat exchange fluid 22nd is through the manifold 26th divided into several individual fluid flows. The heat exchange fluid is via the fluid outlet openings 40a , 40b of the distribution channel 26th into the memory cell areas 12a , 12b initiated. The fluid inlet port 38 is at the front of the distribution channel 26th educated. The fluid outlet openings 40a , 40b are arranged opposite one another so that the heat exchange fluid enters the storage cell areas 12a , 12b can be introduced, which on opposite sides of the distribution channel 26th are arranged. On the outside of the storage cells 104a , 104b are covers 32a , 32b arranged, which prevent the heat exchange fluid in the area of the storage cell areas 12a , 12b from the energy storage system 100 escapes.

Die Umlenkkörper 28a, 28b sind an den lateralen Außenseiten der Speicherzellenbereiche 12a, 12b angeordnet. Die Umlenkkörper 28a, 28b weisen jeweils mehrere Fluidaustrittskanäle 48a, 48b auf, wobei die Fluidaustrittskanäle 48a, 48b das Wärmeaustausch-Fluid in einen Wärmetauschkörper 20a, 20b einleiten.The deflection body 28a , 28b are on the lateral outsides of the memory cell areas 12a , 12b arranged. The deflection body 28a , 28b each have several fluid outlet channels 48a , 48b on, the fluid outlet channels 48a , 48b the heat exchange fluid in a heat exchange body 20a , 20b initiate.

Der Umlenkkörper 28a ist dazu eingerichtet, das aus dem Speicherzellenbereich 12a herausströmende Wärmeaustausch-Fluid mehreren Wärmetauschkörpern 20a zuzuleiten. Die Wärmetauschkörper 20a sind wärmeleitend mit der zweiten Wärme-Austauschfläche 18 von mehreren thermoelektrischen Einrichtungen 14 verbunden. Diese thermoelektrischen Einrichtungen 14 sind mit ihrer ersten Wärme-Austauschfläche 16 über eine Wärmeverteileinrichtung wärmeleitend mit den Speicherzellen 104a innerhalb des Speicherzellenbereichs 12a verbunden. Der Umlenkkörper 28b ist dazu eingerichtet, das aus dem Speicherzellenbereich 12b herausströmende Wärmeaustausch-Fluid mehreren Wärmetauschkörpern 20b zuzuleiten. Die Wärmetauschkörper 20b sind wärmeleitend mit der zweiten Wärme-Austauschfläche 18 von mehreren thermoelektrischen Einrichtungen 14 verbunden. Diese thermoelektrischen Einrichtungen 14 sind mit ihrer ersten Wärme-Austauschfläche 16 über eine Wärmeverteileinrichtung wärmeleitend mit den Speicherzellen 104b innerhalb des Speicherzellenbereichs 12b verbunden.The deflector 28a is set up to do this from the memory cell area 12a outflowing heat exchange fluid several heat exchange bodies 20a forward. The heat exchanger body 20a are thermally conductive with the second heat exchange surface 18th of several thermoelectric devices 14th connected. These thermoelectric devices 14th are with their first heat exchange surface 16 Thermally conductive with the storage cells via a heat distribution device 104a within the memory cell area 12a connected. The deflector 28b is set up to do this from the memory cell area 12b outflowing heat exchange fluid several heat exchange bodies 20b forward. The heat exchanger body 20b are thermally conductive with the second heat exchange surface 18th of several thermoelectric devices 14th connected. These thermoelectric devices 14th are with their first heat exchange surface 16 Thermally conductive with the storage cells via a heat distribution device 104b within the memory cell area 12b connected.

Der Sammelkanal 30 weist mehrere Fluideinlassöffnungen 42a, 42b und eine Fluidauslassöffnung 44 auf. Der Sammelkanal 30 ist in Strömungsrichtung hinter den Wärmetauschkörpern 20a, 20b angeordnet und dazu eingerichtet, das Wärmeaustausch-Fluid aus der Temperiereinrichtung 10 herauszuleiten. Die Fluideinlassöffnungen 42a, 42b sind an gegenüberliegenden Seiten des Sammelkanals 30 ausgebildet. Über die gegenüberliegenden Fluideinlassöffnungen 42a, 42b ist das Wärmeaustausch-Fluid aus den Wärmetauschkörpern 20a, 20b in den Sammelkanal 30 einleitbar.The collecting channel 30th has multiple fluid inlet ports 42a , 42b and a fluid outlet port 44 on. The collecting channel 30th is behind the heat exchanger bodies in the direction of flow 20a , 20b arranged and set up for this, the heat exchange fluid from the temperature control device 10 to lead out. The fluid inlet openings 42a , 42b are on opposite sides of the collecting duct 30th educated. Via the opposite fluid inlet openings 42a , 42b is the heat exchange fluid from the heat exchange bodies 20a , 20b into the collecting duct 30th initiable.

Die Wärmetauschkörper 20a, 20b weisen jeweils Wärmetauschlamellen auf, wobei die Wärmetauschlamellen von einer Abdeckung 36 umgeben sind. Die Abdeckung 36 ist ein U-förmiger Körper. Zwischen den thermoelektrischen Einrichtungen 14, welche als Peltier-Elemente ausgebildet sind, und den Speicherzellen 104a, 104b sind Wärmeverteileinrichtungen 46 angeordnet, welche vorliegend als Wärmeverteilplatten ausgebildet sind.The heat exchanger body 20a , 20b each have heat exchange fins, the heat exchange fins of a cover 36 are surrounded. The cover 36 is a U-shaped body. Between the thermoelectric devices 14th , which are designed as Peltier elements, and the memory cells 104a , 104b are heat distribution devices 46 arranged, which in the present case are designed as heat distribution plates.

Die 6 zeigt, dass das Wärmeaustausch-Fluid 22 zunächst in Längsrichtung durch die Fluideinlassöffnung 38 in den Verteilerkanal 26 einströmt. Durch den Verteilerkanal 26 wird das Wärmeaustausch-Fluid 22 auf mehrere Einzelfluidströmungen 22 aufgeteilt, welche in Querrichtung durch die mehreren Fluidauslassöffnungen 40a, 40b aus dem Verteilerkanal 26 herausströmen. Über die Umlenkkörper 28a, 28b wird das Wärmeaustausch-Fluid 22 zweifach umgelenkt, sodass die Einströmrichtung und die Ausströmrichtung in bzw. aus den Umlenkkörpern 28a, 28b entgegengesetzt verlaufen. Das in die Umlenkkörper 28a, 28b einströmende Wärmeaustausch-Fluid 22 weist eine nach außen gerichtete Strömungsrichtung auf. Das aus den Umlenkkörpern 28a, 28b ausströmende Wärmeaustausch-Fluid 22 weist eine nach innen gerichtete Strömungsrichtung auf. Somit strömt das Wärmeaustausch-Fluid 22 in Querrichtung in den Sammelkanal 30 ein. Nach einem Zusammenführen der Einzelfluidströmungen 22 innerhalb des Sammelkanals 30 strömt das Wärmeaustausch-Fluid 22 in Längsrichtung durch den Sammelkanal 30 und aus dem Sammelkanal 30 heraus. In den Sammelkanal 30 kann stirnseitig eine weitere Fluidströmung eingeleitet werden, welche beispielsweise bereits durch eine andere vorgeschaltete Temperiereinrichtung geströmt ist.The 6th shows that the heat exchange fluid 22nd first in the longitudinal direction through the fluid inlet opening 38 in the distribution channel 26th flows in. Through the distribution channel 26th becomes the heat exchange fluid 22nd on several individual fluid flows 22nd divided which in the transverse direction through the plurality of fluid outlet openings 40a , 40b from the distribution channel 26th pour out. About the deflector 28a , 28b becomes the heat exchange fluid 22nd deflected twice, so that the inflow direction and the outflow direction into or out of the baffles 28a , 28b run in the opposite direction. That in the deflector 28a , 28b incoming heat exchange fluid 22nd has an outward flow direction. That from the baffles 28a , 28b outflowing heat exchange fluid 22nd has an inward flow direction. Thus, the heat exchange fluid flows 22nd in the transverse direction into the collecting channel 30th one. After merging the individual fluid flows 22nd within the common channel 30th the heat exchange fluid flows 22nd in the longitudinal direction through the collecting channel 30th and from the collecting duct 30th out. In the collecting duct 30th a further fluid flow can be introduced at the end, which has already flowed, for example, through another upstream temperature control device.

Die 7 zeigt, dass die Fluidauslassöffnungen 40a, 40b des Verteilerkanals 26 unterschiedliche Größen aufweisen können. Gegenüberliegende Fluidauslassöffnungen 40a, 40b sind in diesem Ausführungsbeispiel jedoch gleich groß ausgebildet. Die Größe der Fluidauslassöffnungen 40a, 40b nimmt in Strömungsrichtung des Wärmeaustausch-Fluids 22 ab.The 7th shows that the fluid outlet openings 40a , 40b of the distribution channel 26th can have different sizes. Opposite fluid outlet openings 40a , 40b are, however, made the same size in this exemplary embodiment. The size of the fluid outlet openings 40a , 40b increases in the flow direction of the heat exchange fluid 22nd from.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
TemperiereinrichtungTemperature control
12, 12a, 12b12, 12a, 12b
SpeicherzellenbereicheMemory cell areas
1414th
thermoelektrische Einrichtungenthermoelectric devices
1616
erste Wärme-Austauschflächefirst heat exchange surface
1818th
zweite Wärme-Austauschflächesecond heat exchange surface
20, 20a, 20b20, 20a, 20b
WärmetauschkörperHeat exchanger body
2222nd
Wärmeaustausch-FluidHeat exchange fluid
2424
FluidführeinrichtungFluid supply device
2626th
VerteilerkanalDistribution channel
28a, 28b28a, 28b
UmlenkkörperDeflection body
3030th
SammelkanalCollecting duct
32a, 32b32a, 32b
AbdeckungenCovers
3636
Abdeckungcover
3838
FluideinlassöffnungFluid inlet port
40a, 40b40a, 40b
FluidauslassöffnungenFluid outlet openings
42a, 42b42a, 42b
FluideinlassöffnungenFluid inlet openings
4444
FluidauslassöffnungFluid outlet port
4646
WärmeverteileinrichtungHeat distribution device
48a, 48b48a, 48b
Fluidaustrittskanäle Fluid outlet channels
100100
EnergiespeichersystemEnergy storage system
102102
EnergiespeicherEnergy storage
104a, 104b104a, 104b
SpeicherzellenStorage cells

Claims (17)

Temperiereinrichtung (10) für einen Energiespeicher (102), mit - mindestens einer thermoelektrischen Einrichtung (14), welche mindestens eine erste und eine zweite Wärme-Austauschfläche (16, 18) aufweist, wobei eine zweite Wärme-Austauschfläche (18) so angeordnet ist, dass die thermoelektrische Einrichtung (14) über die zweite Wärme-Austauschfläche (18) mit einem an der thermoelektrischen Einrichtung (14) vorbeigeführten Wärmeaustausch-Fluid (22) in konvektivem Wärmeaustausch steht, dadurch gekennzeichnet, dass - eine erste Wärme-Austauschfläche (16) so angeordnet ist, dass die thermoelektrische Einrichtung (14) über die erste Wärme-Austauschfläche (16) mit dem Energiespeicher in konduktivem Wärmeaustausch steht, und - die zweite Wärme-Austauschfläche (18) außerdem so angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des dort vorbeigeführten Wärmeaustausch-Fluids (22) zuvor zusätzlich in konvektivem Wärmeaustausch mit dem Energiespeicher (102) gewesen ist.Temperature control device (10) for an energy store (102), with - at least one thermoelectric device (14) which has at least a first and a second heat exchange surface (16, 18), a second heat exchange surface (18) being arranged in this way that the thermoelectric device (14) is in convective heat exchange via the second heat exchange surface (18) with a heat exchange fluid (22) guided past the thermoelectric device (14), characterized in that - a first heat exchange surface (16 ) is arranged in such a way that the thermoelectric device (14) is in conductive heat exchange with the energy store via the first heat exchange surface (16), and - the second heat exchange surface (18) is also arranged so that at least a part of the there heat exchange fluid (22) carried past has also previously been in convective heat exchange with the energy store (102). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - ein konduktiver Wärmeaustausch direkt durch unmittelbare Berührung der beteiligten Komponenten untereinander oder indirekt unter Zwischenschaltung wärmeleitender Elemente wie Metallschichten oder Wärmeleitpasten ermöglicht sein kann; und/oder - ein konvektiver Wärmeaustausch direkt durch unmittelbare Berührung des Wärmeaustausch-Fluids (22) mit den beteiligten Komponenten oder indirekt unter Zwischenschaltung von Wärmetauschern, Kühlblechen, Wärmeverteilplatten, Oberflächenvergrößerern oder Bauelementen zur Reduktion von thermischen Übergangswiderständen oder Korrosion ermöglicht sein kann.Temperature control device (10) Claim 1 , characterized in that - a conductive heat exchange can be made possible directly through direct contact between the components involved or indirectly with the interposition of thermally conductive elements such as metal layers or thermally conductive pastes; and / or - a convective heat exchange can be made possible directly through direct contact of the heat exchange fluid (22) with the components involved or indirectly with the interposition of heat exchangers, cooling plates, heat distribution plates, surface enlargers or components to reduce thermal transfer resistance or corrosion. Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere thermoelektrische Einrichtungen (14) dazu eingerichtet sind, mit der ersten Wärme-Austauschfläche (16) wärmeleitend mit zumindest einer Speicherzelle (104a, 104b) des Energiespeichers (102) verbunden zu werden; wobei die Temperiereinrichtung (10) einen oder mehrere Wärmetauschkörper (20, 20a, 20b) umfasst und die zweite Wärme-Austauschfläche (18) der einen oder der mehreren thermoelektrischen Einrichtungen (14) jeweils wärmeleitend mit einem Wärmetauschkörper (20, 20a, 20b) verbunden ist.Temperature control device (10) Claim 1 or 2 , characterized in that one or more thermoelectric devices (14) are set up to be connected to at least one storage cell (104a, 104b) of the energy store (102) by means of the first heat exchange surface (16) in a thermally conductive manner; wherein the temperature control device (10) comprises one or more heat exchange bodies (20, 20a, 20b) and the second heat exchange surface (18) of the one or more thermoelectric devices (14) is each connected to a heat exchange body (20, 20a, 20b) in a thermally conductive manner is. Temperiereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit - einem oder mehreren Speicherzellenbereichen (12, 12a, 12b), welche dazu eingerichtet sind, Speicherzellen (104a, 104b) des Energiespeichers (102) aufzunehmen; gekennzeichnet durch eine Fluidführeinrichtung (24), welche dazu eingerichtet ist, das Wärmeaustausch-Fluid (22) zum Wärmeaustausch durch einen Speicherzellenbereich (12, 12a, 12b) sowie entlang eines Wärmetauschkörpers (20, 20a, 20b) und/oder durch einen Wärmetauschkörper (20, 20a, 20b) zu leiten.Temperature control device (10) according to one of the preceding claims, with - one or more storage cell areas (12, 12a, 12b) which are set up to accommodate storage cells (104a, 104b) of the energy store (102); marked by a Fluid conveying device (24) which is designed to carry the heat exchange fluid (22) for heat exchange through a storage cell area (12, 12a, 12b) and along a heat exchange body (20, 20a, 20b) and / or through a heat exchange body (20, 20a , 20b). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidführeinrichtung (24) einen Verteilerkanal (26) aufweist, welcher eine Fluideinlassöffnung (38) und eine oder mehrere Fluidauslassöffnungen (40a, 40b) aufweist, wobei das Wärmeaustausch-Fluid (22) über die eine oder die mehreren Fluidauslassöffnungen (40a, 40b) in einen Speicherzellenbereich (12, 12a, 12b) einleitbar ist.Temperature control device (10) Claim 4 , characterized in that the fluid guide device (24) has a distribution channel (26) which has a fluid inlet opening (38) and one or more fluid outlet openings (40a, 40b), wherein the heat exchange fluid (22) via the one or more fluid outlet openings (40a, 40b) can be introduced into a memory cell area (12, 12a, 12b). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluideinlassöffnung (38) an einer Stirnseite des Verteilerkanals (26) ausgebildet ist und/oder eine oder mehrere Fluidauslassöffnungen (40a, 40b) an zumindest einer Seitenfläche des Verteilerkanals (26) ausgebildet sind.Temperature control device (10) Claim 5 , characterized in that the fluid inlet opening (38) is formed on an end face of the distribution channel (26) and / or one or more fluid outlet openings (40a, 40b) are formed on at least one side surface of the distribution channel (26). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkanal (26) gegenüberliegende Fluidauslassöffnungen (40a, 40b) aufweist, über welche das Wärmeaustausch-Fluid (22) in Speicherzellenbereiche (12, 12a, 12b) einleitbar ist, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Verteilerkanals (26) angeordnet sind.Temperature control device (10) Claim 5 or 6th , characterized in that the distribution channel (26) has opposite fluid outlet openings (40a, 40b) via which the heat exchange fluid (22) can be introduced into storage cell areas (12, 12a, 12b) which are arranged on opposite sides of the distribution channel (26) are. Temperiereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidführeinrichtung (24) zumindest einen Umlenkkörper (28a, 28b) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, das aus einem Speicherzellenbereich (12, 12a, 12b) herausströmende Wärmeaustausch-Fluid (22) einem oder mehreren Wärmetauschkörpern (20, 20a, 20b) zuzuleiten.Temperature control device (10) according to one of the Claims 4 to 7th , characterized in that the fluid guide device (24) has at least one deflecting body (28a, 28b) which is designed to transfer the heat exchange fluid (22) flowing out of a storage cell area (12, 12a, 12b) to one or more heat exchange bodies (20, 20a, 20b). Temperiereinrichtung (10) Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Umlenkkörper (28a, 28b) an einer lateralen Außenseite eines Speicherzellenbereichs (12, 12a, 12b) angeordnet ist.Temperature control device (10) Claim 8 , characterized in that the at least one deflection body (28a, 28b) is arranged on a lateral outside of a memory cell region (12, 12a, 12b). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Umlenkkörper (28a, 28b) mehrere Fluidaustrittskanäle (48a, 48b) aufweist, wobei die Fluidaustrittskanäle (48a, 48b) jeweils dazu eingerichtet sind, das Wärmeaustausch-Fluid (22) einem Wärmetauschkörper (20, 20a, 20b) zuzuleiten.Temperature control device (10) Claim 9 , characterized in that the at least one deflection body (28a, 28b) has a plurality of fluid outlet channels (48a, 48b), the fluid outlet channels (48a, 48b) each being designed to convey the heat exchange fluid (22) to a heat exchange body (20, 20a, 20b). Temperiereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, gekennzeichnet durch - einen ersten außenliegenden Umlenkkörper (28a), welcher dazu eingerichtet ist, das aus einem ersten Speicherzellenbereich (12a) herausströmende Wärmeaustausch-Fluid (22) einem oder mehreren Wärmetauschkörpern (20a) zuzuleiten, welche wärmeleitend mit der zweiten Wärme-Austauschfläche (18) von einer oder mehreren thermoelektrischen Einrichtungen (14) verbunden sind, die dazu eingerichtet sind, mit ihrer ersten Wärme-Austauschfläche (16) wärmeleitend mit Speicherzellen (104a) innerhalb des ersten Speicherzellenbereichs (12a) verbunden zu werden, und - einen zweiten außenliegenden Umlenkkörper (28b), welcher dazu eingerichtet ist, das aus einem zweiten Speicherzellenbereich (12b) herausströmende Wärmeaustausch-Fluid (22) einem oder mehreren Wärmetauschkörpern (20b) zuzuleiten, welche wärmeleitend mit der zweiten Wärme-Austauschfläche (18) von einer oder mehreren thermoelektrischen Einrichtungen (14) verbunden sind, die dazu eingerichtet sind, mit ihrer ersten Wärme-Austauschfläche (16) wärmeleitend mit Speicherzellen (104b) innerhalb des zweiten Speicherzellenbereichs (12b) verbunden zu werden.Temperature control device (10) according to one of the Claims 4 to 10 , characterized by - a first external deflecting body (28a) which is set up to feed the heat exchange fluid (22) flowing out of a first storage cell area (12a) to one or more heat exchange bodies (20a) which conductively with the second heat exchange surface ( 18) are connected by one or more thermoelectric devices (14), which are designed to be connected with their first heat exchange surface (16) in a thermally conductive manner to memory cells (104a) within the first memory cell area (12a), and a second outside Deflection body (28b) which is set up to direct the heat exchange fluid (22) flowing out of a second storage cell area (12b) to one or more heat exchange bodies (20b) which conductively with the second heat exchange surface (18) from one or more thermoelectric Means (14) are connected, which are set up with their first heat e-exchange surface (16) to be connected in a thermally conductive manner to memory cells (104b) within the second memory cell area (12b). Temperiereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidführeinrichtung (24) einen Sammelkanal (30) aufweist, welcher eine oder mehrere Fluideinlassöffnungen (42a, 42b) und eine Fluidauslassöffnung (44) aufweist, wobei der Sammelkanal (30) in Strömungsrichtung hinter dem einen oder den mehreren Wärmetauschkörpern (20, 20a, 20b) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, das Wärmeaustausch-Fluid (22) aus der Temperiereinrichtung (10) herauszuleiten.Temperature control device (10) according to one of the Claims 4 to 11 , characterized in that the fluid guide device (24) has a collecting channel (30) which has one or more fluid inlet openings (42a, 42b) and a fluid outlet opening (44), the collecting channel (30) downstream of the one or more heat exchange bodies in the direction of flow (20, 20a, 20b) is arranged and is set up to lead the heat exchange fluid (22) out of the temperature control device (10). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren Fluideinlassöffnungen (42a, 42b) an zumindest einer Seitenfläche des Sammelkanals (30) ausgebildet sind.Temperature control device (10) Claim 12 , characterized in that the one or more fluid inlet openings (42a, 42b) are formed on at least one side surface of the collecting channel (30). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkanal (30) gegenüberliegende Fluideinlassöffnungen (42a, 42b) aufweist, über welche das Wärmeaustausch-Fluid (22) aus den Wärmetauschkörpern (20, 20a, 20b) in den Sammelkanal (30) einleitbar ist, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Sammelkanals (30) angeordnet sind.Temperature control device (10) Claim 12 or 13 , characterized in that the collecting channel (30) has opposite fluid inlet openings (42a, 42b) via which the heat exchange fluid (22) from the heat exchange bodies (20, 20a, 20b) can be introduced into the collecting channel (30) which are located on opposite sides Sides of the collecting channel (30) are arranged. Temperiereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Wärmetauschkörper (20, 20a, 20b) jeweils eine oder mehrere Wärmetauschrippen, eine oder mehrere Wärmetauschlamellen und/oder einen oder mehrere Wärmetauschstifte aufweisen.Temperature control device (10) according to one of the Claims 3 to 14th , characterized in that the one or more heat exchange bodies (20, 20a, 20b) each have one or more heat exchange fins, one or more heat exchange fins and / or one or more heat exchange pins. Temperiereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Strömungserzeuger, welcher dazu eingerichtet ist, eine Strömung des Wärmeaustausch-Fluids (22) zu erzeugen.Temperature control device (10) according to one of the preceding claims, characterized by at least one flow generator which is adapted to generate a flow of the heat exchange fluid (22). Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die eine oder die mehreren thermoelektrischen Einrichtungen (14) und den zumindest einen Strömungserzeuger zu steuern, wobei die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, wahlweise einen zeitgleichen oder einen zeitversetzen Betrieb der einen oder der mehreren thermoelektrischen Einrichtungen (14) und des zumindest einen Strömungserzeugers zu veranlassen.Temperature control device (10) Claim 16 , characterized by a control device which is set up to control the one or more thermoelectric devices (14) and the at least one flow generator, the control device preferably being set up to selectively operate the one or more thermoelectric devices at the same time or at different times To cause devices (14) and the at least one flow generator.
DE102019003534.8A 2019-05-21 2019-05-21 Temperature control device for an energy store Withdrawn DE102019003534A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019003534.8A DE102019003534A1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Temperature control device for an energy store
PCT/DE2020/000099 WO2020233732A1 (en) 2019-05-21 2020-05-19 Temperature-control device for an energy store

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019003534.8A DE102019003534A1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Temperature control device for an energy store

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019003534A1 true DE102019003534A1 (en) 2020-11-26

Family

ID=71620097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019003534.8A Withdrawn DE102019003534A1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Temperature control device for an energy store

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019003534A1 (en)
WO (1) WO2020233732A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023237388A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Valeo Systemes Thermiques Compartment for accommodating a part capable of giving off heat

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110236731A1 (en) * 2009-05-18 2011-09-29 Bsst Llc Battery Thermal Management System
DE102011004721A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Behr Gmbh & Co. Kg Temperierungsvorrichtung and method for controlling the temperature of an energy storage
DE102014217336A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Mahle International Gmbh tempering
DE102014016360A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-12 Daimler Ag Electric energy storage
DE102016225508A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Heat exchanger with several heat transfer areas

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150042103A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 현대자동차주식회사 Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle
WO2018210363A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Gentherm Gmbh Temperature management device for vehicle batteries
DE102017004799A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 Gentherm Gmbh The heat exchange module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110236731A1 (en) * 2009-05-18 2011-09-29 Bsst Llc Battery Thermal Management System
DE102011004721A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Behr Gmbh & Co. Kg Temperierungsvorrichtung and method for controlling the temperature of an energy storage
DE102014217336A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Mahle International Gmbh tempering
DE102014016360A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-12 Daimler Ag Electric energy storage
DE102016225508A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Heat exchanger with several heat transfer areas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023237388A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Valeo Systemes Thermiques Compartment for accommodating a part capable of giving off heat

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020233732A1 (en) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2149771B1 (en) Device for cooling a heat source of a motor vehicle
DE102017202768A1 (en) Energy storage arrangement and motor vehicle
DE102009015351B4 (en) Cooling arrangement for a storage cell arrangement for a vehicle
DE102017220376A1 (en) Cooling system for a motor vehicle and motor vehicle with such a cooling system
DE102009033613A1 (en) Thermoelectric device with tube bundles
EP3125355A1 (en) Device for a vehicle, in particular a commercial vehicle
DE102011084536B4 (en) Cooling device for an electrical energy storage and energy storage device
DE112007002809T5 (en) Electric power supply system
DE112015000390T5 (en) Intercooler
DE102016200279A1 (en) On-board battery for a vehicle
DE102017009416A1 (en) Temperature management device for vehicle batteries
EP3328678A1 (en) Traction battery for a motor vehicle, comprising a cooling device
DE102015108426B4 (en) Device for cooling a battery
WO2018210363A1 (en) Temperature management device for vehicle batteries
EP2107328B1 (en) Vaporiser
DE102019003534A1 (en) Temperature control device for an energy store
DE102020125498B3 (en) Cooling segment for temperature control of a battery module of a motor vehicle battery
DE102018003173A1 (en) Storage device for storing electrical energy for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
DE102017004799A1 (en) The heat exchange module
DE102009036456A1 (en) Motor vehicle, has cooling circuit provided with heat exchangers and coolant pump for cooling auxiliary unit of fuel cell or electric motor, where auxiliary unit is anode module or air module of fuel cell or potential transformer
EP3521583A1 (en) Cooling device with at least two cooling circuits and a cooled supply line
DE102022118590A1 (en) Housing element, housing and fuel cell device
DE102017205701B4 (en) High-voltage storage
EP2201639A1 (en) Battery module
DE102013110515A1 (en) Ink printer with liquid-cooled printheads

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee