DE102019209155A1 - Energy storage arrangement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung (1) mit zumindest einem Energiespeicher (2) und mit einer Temperiereinrichtung (3) zum Kühlen/Erwärmen des zumindest einen Energiespeichers (2),Erfindungswesentlich ist dabei,- dass der zumindest eine Energiespeicher (2) zwei elektrische Zellableiter (4) aufweist,- dass die Temperiereinrichtung (3) eine Sprühkabine (5) aufweist, in welcher zumindest ein Energiespeicher (2) mit seinen Zellableitern (4) aufgenommen ist,- dass eine Sprühplatte (6) mit mehreren auf zugehörige Zellableiter (4) gerichtete Temperierfluidauslässen (7) vorgesehen ist, sodass zumindest die Zellableiter (4) mit dielektrischem Temperierfluid (8) besprühbar sind.The invention relates to an energy storage arrangement (1) with at least one energy storage device (2) and with a temperature control device (3) for cooling / heating the at least one energy storage device (2). It is essential to the invention that the at least one energy storage device (2) has two electrical cell arresters (4), - that the temperature control device (3) has a spray booth (5) in which at least one energy store (2) with its cell arresters (4) is accommodated, - that a spray plate (6) with several associated cell arresters (4 ) directed temperature control fluid outlets (7) are provided so that at least the cell drains (4) can be sprayed with dielectric temperature control fluid (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung mit zumindest einem Energiespeicher und einer Temperiereinrichtung zum Kühlen/Erwärmen des Energiespeichers. Die Erfindung betrifft außerdem eine Sprühplatte einer solchen Energiespeicheranordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer solchen Energiespeichereinrichtung.The present invention relates to an energy storage arrangement with at least one energy storage device and a temperature control device for cooling / heating the energy storage device. The invention also relates to a spray plate of such an energy storage arrangement and to a motor vehicle with at least one such energy storage device.

Durch eine zunehmende Elektromobilität werden auch ständig steigende Anforderungen an die Reichweite und damit die Leistung von elektrischen Energiespeichern gestellt. Um die Leistung erhöhen zu können, werden deshalb bereits zum heutigen Tage elektrische Energiespeicher temperiert, das heißt gekühlt oder erwärmt und damit in einem für die Leistungsabgabe optimalen Temperaturfenster gehalten. Zur Kühlung der Energiespeicher wurde dabei bislang ungeachtet eines jeweiligen Zelltyps meist ein separater Wärmeübertrager in Form einer oder mehrerer mit Fluid durchströmbarer Platten eingesetzt. Je nach Anforderungen und notwendiger Kühlleistung kann dies mit zusätzlichen Bauteilen aus einem wärmeleitfähigen Material kombiniert werden, um die wärmeübertragende Oberfläche und damit wiederum auch die Kühlleistung zu erhöhen.Increasing electromobility also places increasing demands on the range and thus the performance of electrical energy storage devices. In order to be able to increase the output, electrical energy storage devices are already temperature-controlled, that is, cooled or heated, and thus kept in a temperature window that is optimal for the output. To cool the energy storage device, a separate heat exchanger in the form of one or more plates through which fluid can flow has been used, irrespective of the respective cell type. Depending on the requirements and the necessary cooling capacity, this can be combined with additional components made of a thermally conductive material in order to increase the heat-transferring surface and thus also the cooling capacity.

Um darüber hinaus eine möglichst optimale Bauraumausnutzung in modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen, erreichen zu können, werden zunehmend auch sogenannte Pouch-Zellen eingesetzt, die im Gegensatz zu den bislang weit verbreiteten zylindrischen Zellen mit meist massiver metallischer Außenhülle und um eine innere Elektrode gewickelte aktive Schichten, gestapelte oder gefaltete aktive Schichten aufweisen, die von einer flexiblen, meist auf Aluminiumbasis aufgebauten Außenfolie eingeschlossen sind. Die offenen Außenseiten der/des Außenfolie/Außenbeutels werden dabei meist thermisch verschweißt. Im Inneren des Außenbeutels können mehrere elektrische Energiespeicher bzw. Einzelzellen gestapelt werden, um in Reihenschaltung die elektrische Spannung und in Parallelschaltung die Kapazität und Strombelastbarkeit erhöhen zu können. Besonders vorteilhaft bei derartigen Pouch-Zellen, sind durch das fehlende Außengehäuse vergleichsweise geringe Dicken, ein geringes Gewicht und vor allem flexibel gestaltbare Abmessungen. Je nach Ausführung der Oberfläche sind derartige Pouch-Zellen jedoch im Gegensatz zu bislang aus dem Stand der Technik bekannten Hardcase-Zellen oftmals nicht sehr effizient über ihre Oberflächen kühlbar. Hier bietet aus thermischer Sicht insbesondere die Anbindung an die elektrischen Zellableiter zugleich auch die beste Wärmeableitung für die Abwärme aus einem Zellkern des elektrischen Energiespeichers. Aufgrund der relativ hohen Spannungen und der zugleich geforderten Sicherheiten gegen Kurzschluss und Überschlag ist jedoch eine Kühlung auf diese Weise mit konventionellen Wärmeübertrager nur schwer oder gar nicht möglich.In addition, in order to be able to achieve the best possible use of installation space in modern motor vehicles, especially in electric vehicles, so-called pouch cells are increasingly being used, which, in contrast to the previously widespread cylindrical cells with a mostly solid metallic outer shell and an active electrode wound around an inner electrode Have layers, stacked or folded active layers, which are enclosed by a flexible, mostly aluminum-based outer film. The open outer sides of the outer film / outer bag are usually thermally welded. Several electrical energy stores or individual cells can be stacked inside the outer bag in order to be able to increase the electrical voltage in series and the capacity and current carrying capacity in parallel. Particularly advantageous with such pouch cells are the lack of an outer housing, which are comparatively small in thickness, low in weight and, above all, flexibly designed dimensions. Depending on the design of the surface, however, in contrast to hardcase cells known from the prior art, such pouch cells often cannot be cooled very efficiently via their surfaces. From a thermal point of view, the connection to the electrical cell arrester also offers the best heat dissipation for the waste heat from a cell core of the electrical energy store. Due to the relatively high voltages and the safety requirements against short circuits and flashovers, however, cooling in this way with conventional heat exchangers is difficult or impossible.

Eine Temperierung von Pouchzellen über Kühlplatten an den Mantelflächen führt zu großen Temperaturgradienten über die Dicke der Zelle und damit zu einer geringeren Lebensdauer. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn aus bauraumtechnischen Gründen nur zwischen jede zweite Zelle eine Kühlplatte eigesetzt wird. Zudem kann bei der Temperierung über Kühlplatten nicht gezielt auf die Verlustwärme an den Ableitern bzw. den Verbindungen der Ableiter eingegangen werde.Temperature control of pouch cells using cooling plates on the outer surfaces leads to large temperature gradients across the thickness of the cell and thus to a shorter service life. This effect is reinforced if, for reasons of space, a cooling plate is only inserted between every second cell. In addition, the heat loss at the arresters or the connections between the arresters cannot be specifically addressed when temperature control is carried out using cooling plates.

Es gilt, die Abwärme der Energiespeicher möglichst direkt abzuführen, um die bei hohen Lade- und Entladeraten auftretenden großen Abwärmen abführen zu können. Zusätzlich müssen Batterien kleiner gebaut werden, um weniger Z-Bauraum und damit mehr Bodenfreiheit zu bieten.It is important to dissipate the waste heat from the energy storage system as directly as possible in order to be able to dissipate the large waste heat that occurs at high charging and discharging rates. In addition, batteries have to be built smaller in order to offer less Z-installation space and thus more ground clearance.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Energiespeicheranordnung anzugeben, die insbesondere bauraumoptimiert ist und zugleich eine verbesserte Zelltemperierung bei insbesondere hohen Lade- und Entladeraten und damit verbundenen großen Abwärmen ermöglicht.The present invention is therefore concerned with the problem of specifying an energy storage arrangement which, in particular, is space-optimized and at the same time enables improved cell temperature control at particularly high charging and discharging rates and the associated high waste heat.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Sprühtemperierung, insbesondere eine Sprühkühlung, zur Temperierung bzw. zur Kühlung von zumindest elektrischen Zellableitern eines elektrischen Energiespeichers einzusetzen und dadurch einerseits eine verbesserte Temperierung bzw. Kühlung derselben und dadurch eine erhöhte Lebensdauer zu erreichen und andererseits durch den Einsatz einer Sprühplatte eine kostengünstige Sprühkühlung zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung besitzt dabei zumindest einen Energiespeicher sowie ein Temperiereinrichtung zum Kühlen bzw. Erwärmen, das heißt zum Temperieren, des zumindest einen Energiespeichers. Dieser zumindest eine Energiespeicher besitzt zwei elektrische Zellableiter, wobei die Temperiereinrichtung eine Sprühkabine aufweist, in welcher zumindest ein solcher Energiespeicher mit seinen Zellableitern aufgenommen bzw. angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist zusätzlich eine Sprühplatte mit zumindest zwei oder mehreren auf zugehörige Zellableiter der elektrischen Energiespeicher gerichteten Temperierfluidauslässen vorgesehen, so dass zumindest die Zellableiter mit einem dielektrischen Temperierfluid besprühbar und damit temperierbar, insbesondere kühlbar, sind. Durch eine derartige Sprühplatte kann im Vergleich zu bislang eingesetzten Düsen eine deutliche Reduzierung der Herstellungskosten erreicht werden. Selbstverständlich ist dabei denkbar, dass die Sprühplatte auch Temperierfluidauslässe aufweisen kann, die auf die Zellableiter und/oder einen Zellmantel des elektrischen Energiespeichers gerichtet sind und dadurch zusätzlich oder alternativ auch eine Kühlung bzw. Temperierung des elektrischen Energiespeichers über dessen Zellmantel ermöglichen. Hierdurch wäre eine besonders effektive Kühlung möglich. Eine derartige Sprühplatte ermöglicht somit eine vergleichsweise homogene Temperierung der elektrischen Energiespeicher in der Energiespeicheranordnung und dadurch eine hohe Leistung derselben, da diese insbesondere bei Wärme entwickelnden Lade- und Entladevorgängen in einem für die Leistung optimalen Temperaturfenster gehalten werden können. Hierdurch lässt sich insbesondere auch die Lebensdauer der Energiespeicher erhöhen. Im Vergleich zu bislang aus dem Stand der Technik bekannten Düsen kann zudem auch eine Bauraumersparnis erreicht werden, da die Sprühplatte üblicherweise vertikal stehend und damit nicht oberhalb oder unterhalb der Energiespeicher angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere eine Reduzierung der Höhe (Z-Richtung) und eine erhöhte Bodenfreiheit erreicht werden. Selbstverständlich ist dabei auch vorstellbar, dass die Temperierfluidauslässe der Sprühplatte nicht nur auf die Zellableiter, sondern beispielsweise auch auf die die Zellableiter verbindenden Stromschienen gerichtet sind. Mittels derartiger Sprühplatten lässt sich darüber hinaus auch eine hohe Flexibilität hinsichtlich einer Anpassbarkeit an veränderter Verlustleistungen bzw. Bauraumgeometrien erreichen. Für die Energiespeicher kommen sowohl zylindrische Rundzellen als auch sogenannte Pouch-Zellen in Betracht.The present invention is based on the general idea of using spray temperature control, in particular spray cooling, for temperature control or cooling of at least electrical cell arresters of an electrical energy storage device and thereby on the one hand to achieve improved temperature control or cooling of the same and thereby an increased service life and on the other hand through the use of a spray plate to enable cost-effective spray cooling. The energy storage arrangement according to the invention has at least one energy storage device and a temperature control device for cooling or heating, that is to say for temperature control, of the at least one energy storage device. This at least one energy store has two electrical cell arresters, the temperature control device having a spray cabin in which at least one such energy store with its cell arresters is received or arranged. According to the invention, a spray plate with at least two or more temperature control fluid outlets directed towards the associated cell arresters of the electrical energy storage device is additionally provided, so that at least the cell arresters can be sprayed with a dielectric temperature control fluid and thus temperature controlled, especially coolable. By means of such a spray plate, a significant reduction in manufacturing costs can be achieved compared to the nozzles previously used. Of course, it is conceivable that the spray plate can also have temperature control fluid outlets that are directed at the cell arrester and / or a cell jacket of the electrical energy store and thereby additionally or alternatively enable cooling or temperature control of the electrical energy store via its cell jacket. This would make particularly effective cooling possible. Such a spray plate thus enables a comparatively homogeneous temperature control of the electrical energy storage device in the energy storage arrangement and thereby a high performance of the same, since it can be kept in a temperature window that is optimal for performance, especially when charging and discharging processes generate heat. In particular, this also increases the service life of the energy storage device. In comparison to nozzles known from the prior art, a saving in installation space can also be achieved, since the spray plate is usually vertical and is therefore not arranged above or below the energy store. This makes it possible, in particular, to reduce the height (Z direction) and to increase the ground clearance. Of course, it is also conceivable that the temperature control fluid outlets of the spray plate are directed not only at the cell arresters, but also, for example, at the busbars connecting the cell arresters. By means of such spray plates, it is also possible to achieve a high degree of flexibility in terms of adaptability to changed power losses or installation space geometries. Both cylindrical round cells and so-called pouch cells can be used for energy storage.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Sprühplatte jeweils eine erste und eine zweite Platte auf, die fluiddicht miteinander verbunden sind und ein innenliegendes Kanalsystem begrenzen, welches von einem Temperierfluideingang zu den Temperierfluidauslässen führt. Hierdurch kann die Sprühplatte kostengünstig und darüber hinaus äußerst flexibel aufgebaut werden, da zur Herstellung der einzelnen Platten für unterschiedliche Energiespeicheranordnungen lediglich das zur Herstellung der jeweiligen Platte erforderliche Werkzeug, beispielsweise ein Kunststoffspritzgießwerkzeug oder ein Stanz-/Umformwerkzeug, ausgewechselt werden muss. Die Sprühplatte kann selbstverständlich je Zellableiter auch mehrere übereinander und/oder nebeneinander angeordnet Temperierfluidauslässe, insbesondere Düsen, aufweisen, wodurch eine möglichst homogene Temperierung erreicht werden kann. Auch ein Durchlassquerschnitt der jeweiligen Temperierfluidauslässe kann variiert werden, so dass beispielsweise näher zum Temperierfluideingang gelegene Temperierfluidauslässe einen kleineren Durchgangsquerschnitt aufweisen als danach angeordnete, wodurch ebenfalls Einfluss auf einen jeweiligen Temperierfluidausstoß und damit eine jeweilige Temperierleistung im Sinne der Kühlleistung genommen werden kann. Insbesondere können durch derartige unterschiedliche große Temperierfluidauslässe auch besonders temperaturgefährdete Bereiche verstärkt gekühlt werden.In an advantageous development of the solution according to the invention, the spray plate has a first and a second plate, which are connected to one another in a fluid-tight manner and delimit an internal channel system which leads from a temperature control fluid inlet to the temperature control fluid outlets. As a result, the spray plate can be constructed cost-effectively and, moreover, extremely flexibly, since to manufacture the individual plates for different energy storage arrangements only the tool required to manufacture the respective plate, for example a plastic injection molding tool or a punching / forming tool, has to be exchanged. The spray plate can of course also have several temperature control fluid outlets, in particular nozzles, arranged one above the other and / or next to one another for each cell drain, whereby the most homogeneous temperature control possible can be achieved. A passage cross-section of the respective tempering fluid outlets can also be varied, so that, for example, tempering fluid outlets located closer to the tempering fluid inlet have a smaller passage cross-section than those arranged thereafter, which can also influence a particular tempering fluid output and thus a particular tempering performance in terms of cooling capacity. In particular, areas that are particularly at risk of temperature can also be cooled to a greater extent by means of such differently sized temperature control fluid outlets.

Zweckmäßig sind in zumindest einer der beiden Platten Temperierfluidauslässe angeordnet. Derartige Temperierfluidauslässe können beispielsweise beim Herstellen der jeweiligen Platten, insbesondere bei einem Umformvorgang, mit eingestanzt werden, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass in beiden die jeweilige Sprühplatte bildenden Platten derartige Temperierfluidauslässe angeordnet sind, so dass durch ein zwischen zwei benachbarten Energiespeichern erfolgendes Anordnen einer derartigen Sprühplatte ein gleichzeitiges Temperieren bzw. Kühlen beider benachbarter Energiespeicher möglich ist. Der Temperierfluideingang kann dabei in einer der beiden Platten vorgesehen sein, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass jede der beiden Platten eine Teilquerschnitt des Temperierfluideingangs bildet, beispielsweise in der Art eines Halbkreises, wodurch der Temperierfluideingang in der Fügeebene der beiden Platten liegt. Die Platten könne dabei unterschiedlich ausgestaltet sein oder aber als Gleichteile, wobei in diesem Fall auf beiden Seiten Temperierfluidauslässe vorhanden sind.Temperature control fluid outlets are expediently arranged in at least one of the two plates. Such temperature control fluid outlets can, for example, also be punched in during the production of the respective plates, in particular during a forming process, whereby it is of course also conceivable that such temperature control fluid outlets are arranged in both plates forming the respective spray plate, so that such a temperature control fluid outlets are arranged between two adjacent energy stores Spray plate a simultaneous temperature control or cooling of both adjacent energy storage is possible. The temperature control fluid inlet can be provided in one of the two plates, whereby it is of course also conceivable that each of the two plates forms a partial cross-section of the temperature control fluid inlet, for example in the form of a semicircle, whereby the temperature control fluid inlet lies in the joining plane of the two plates. The plates can be designed differently or as identical parts, in which case temperature control fluid outlets are present on both sides.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die beiden Platten aus Metall, insbesondere aus Aluminium, oder aus Kunststoff ausgebildet und über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung miteinander verbunden. Durch eine derartige Ausbildung ist eine besonders kostengünstige und zugleich qualitativ hochwertige Herstellung der Kühlplatten denkbar. Sofern diese beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet sind, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, lassen sich diese auch vergleichsweise leicht ausbilden.In an advantageous further development of the solution according to the invention, the two plates are made of metal, in particular aluminum, or plastic and are connected to one another via a welded connection, a soldered connection or an adhesive connection. Such a design enables a particularly inexpensive and at the same time high quality production of the cooling plates to be conceivable. If these are made of plastic, for example, in particular as a plastic injection-molded part, they can also be made comparatively easily.

Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung ist die Sprühplatte als Strangpressprofil ausgebildet, in welches anschließend die jeweils erforderlichen Temperierfluidauslässe eingebracht, insbesondere eingestanzt, werden. Selbstverständlich kann die Sprühplatte wiederum alternativ auch als umgeformtes Blechteil ausgebildet sein, welches entlang einer Naht über eine Crimpverbindung, eine Falzverbindung oder eine Lötverbindung geschlossen wird. Sämtliche Ausführungsformen ermöglichen dabei eine sowohl kostengünstige als auch qualitativ hochwertige Herstellung der Sprühplatte.In an alternative embodiment of the energy storage arrangement according to the invention, the spray plate is designed as an extruded profile, into which the required temperature control fluid outlets are then introduced, in particular punched. Of course, the spray plate can alternatively also be designed as a formed sheet metal part which is closed along a seam via a crimp connection, a folded connection or a soldered connection. All of the embodiments enable the spray plate to be produced both inexpensively and of high quality.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die Temperierfluidauslässe derart ausgebildet, dass sie ein Aussprühen von Temperierfluid senkrecht oder schräg zu einer Außenoberfläche der Sprühplatte bewirken. Durch einen unterschiedlichen Aussprühwinkel der jeweiligen Temperaturfluidauslässe relativ zur Außenoberfläche der Sprühplatte lässt sich ein definiertes Ansprühen der Zellableiter und damit eine vordefinierte Temperierung bzw. Kühlung derselben erreichen. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass einzelne Temperierfluidauslässe derart ausgebildet sind, dass diese einen Temperierfluidausstoß in mehrere Richtungen ermöglichen, so dass über einen solchen Temperierfluidauslass sowohl ein Besprühen des Zellableiters mit dielektrischem Temperierfluid als auch ein Besprühen eines Zellmantels des elektrischen Energiespeichers mit Temperierfluid möglich ist.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the temperature control fluid outlets are designed in such a way that they cause temperature control fluid to be sprayed out perpendicularly or at an angle to an outer surface of the spray plate. By means of a different spray angle of the respective temperature fluid outlets relative to the outer surface of the spray plate, a defined spraying of the cell arresters and thus a predefined temperature control or cooling of the same can be achieved. Of course, it is also conceivable that individual temperature control fluid outlets are designed in such a way that they enable temperature control fluid to be ejected in several directions, so that the cell arrester can be sprayed with dielectric temperature control fluid and a cell jacket of the electrical energy store can be sprayed with temperature control fluid via such a temperature control fluid outlet.

Alternativ oder zusätzlich kann selbstverständlich die Sprühplatte auch mit ihrer Außenoberfläche senkrecht bzw. schräg zu den Zellableitern der Energiespeicher angeordnet sein, wodurch beispielsweise ein Abstand zwischen den jeweiligen Temperierfluidauslässen und zugehörigen Zellableitern variiert werden kann. Durch eine Schrägstellung der Sprühplatte können darüber hinaus konstruktive Gegebenheiten berücksichtigt werden.As an alternative or in addition, the spray plate can of course also be arranged with its outer surface perpendicular or at an angle to the cell arresters of the energy stores, whereby, for example, a distance between the respective temperature control fluid outlets and associated cell arresters can be varied. Structural conditions can also be taken into account by inclining the spray plate.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die Temperierfluidauslässe in der Art von Düsen, insbesondere schlitzförmig oder rund, ausgebildet. Hierdurch kann beispielsweise ein gezielter Punktstrahl, ein Sprühnebel oder aber auch eine Sprühlinie beim Auftreffen des Temperierfluids auf die Zellableiter bzw. Zellmantels des Energiespeichers erreicht werden. Auch hierdurch ist eine individuelle und lokal unterschiedliche Beaufschlagung der Zellableiter bzw. der Zellmäntel mit Temperierfluid möglich.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the temperature control fluid outlets are designed in the manner of nozzles, in particular slot-shaped or round. In this way, for example, a targeted point jet, a spray mist or also a spray line can be achieved when the temperature control fluid hits the cell arrester or cell jacket of the energy store. This also makes it possible to apply temperature-control fluid to the cell arresters or the cell jackets in an individual and locally different manner.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Sprühplatte einer zuvor beschriebenen Energiespeicheranordnung anzugeben, die zumindest zwei Temperierfluidauslässe aufweist und entweder jeweils aus einer ersten und einer zweiten fluiddicht miteinander verbundenen Platte ausgebildet ist, wobei die beiden Platten ein innenliegendes Kanalsystem begrenzen, das von einem Temperierfluideingang zu den Temperierfluidauslässen führt, oder die als Strangpressprofil ausgebildet ist. Hierdurch sind ein Einsatz in der zuvor beschriebenen Energiespeicheranordnung sowie eine effiziente Temperierung der Energiespeicher möglich.The present invention is further based on the general idea of specifying a spray plate of a previously described energy storage arrangement, which has at least two temperature control fluid outlets and is either formed from a first and a second fluid-tightly interconnected plate, the two plates delimiting an internal channel system which is fed by a temperature control fluid inlet leads to the temperature control fluid outlets, or which is designed as an extruded profile. This enables use in the energy storage arrangement described above and efficient temperature control of the energy storage.

Auch kann dadurch die Sprühplatte kostengünstig und äußerst flexibel aufgebaut werden, da zur Herstellung der einzelnen Platten für unterschiedliche Energiespeicheranordnungen lediglich das zur Herstellung der jeweiligen Platte erforderliche Werkzeug, beispielsweise ein Kunststoffspritzgießwerkzeug oder ein Stanz-/Umformwerkzeug, ausgewechselt werden muss. Die Sprühplatte kann selbstverständlich je Zellableiter auch mehrere übereinander und/oder nebeneinander angeordnet Temperierfluidauslässe, insbesondere Düsen, aufweisen, wodurch eine möglichst homogene Temperierung erreicht werden kann. Auch ein Durchlassquerschnitt der jeweiligen Temperierfluidauslässe kann variieren, so dass beispielsweise näher zum Temperierfluideingang gelegene Temperierfluidauslässe einen kleineren Durchgangsquerschnitt aufweisen als danach angeordnete, wodurch ebenfalls Einfluss auf einen jeweiligen Temperierfluidausstoß und damit eine jeweilige Temperierleistung genommen werden kann.This also allows the spray plate to be constructed in a cost-effective and extremely flexible manner, since only the tool required to produce the respective plate, for example a plastic injection molding tool or a punching / forming tool, has to be replaced to produce the individual plates for different energy storage arrangements. The spray plate can of course also have several temperature control fluid outlets, in particular nozzles, arranged one above the other and / or next to one another for each cell drain, whereby the most homogeneous temperature control possible can be achieved. A passage cross-section of the respective temperature control fluid outlets can also vary, so that temperature control fluid outlets located closer to the temperature control fluid inlet, for example, have a smaller passage cross-section than those arranged thereafter, which can also influence a respective temperature control fluid output and thus a respective temperature control performance.

Zweckmäßig sind in zumindest einer der beiden Platten Temperierfluidauslässe angeordnet. Derartige Temperierfluidauslässe können beispielsweise beim Herstellen der jeweiligen Platten, insbesondere bei einem Umformvorgang, mit eingestanzt werden, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass in beiden die jeweilige Sprühplatte bildenden Platten derartige Temperierfluidauslässe angeordnet sind, so dass durch ein zwischen zwei benachbarten Energiespeichern erfolgendes Anordnen einer derartigen Sprühplatte ein gleichzeitiges Temperieren bzw. Kühlen beider benachbarter Energiespeicher möglich ist. Der Temperierfluideingang kann dabei in einer der beiden Platten vorgesehen sein, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass jede der beiden Platten eine Teilquerschnitt des Temperierfluideingangs bildet, beispielsweise in der Art eines Halbkreises, wodurch der Temperierfluideingang in der Fügeebene der beiden Platten liegt. Die Platten könne dabei unterschiedlich ausgestaltet sein oder aber als Gleichteile, wobei in diesem Fall auf beiden Seiten Temperierfluidauslässe vorhanden sind.Temperature control fluid outlets are expediently arranged in at least one of the two plates. Such temperature control fluid outlets can, for example, also be punched in during the production of the respective plates, in particular during a forming process, whereby it is of course also conceivable that such temperature control fluid outlets are arranged in both plates forming the respective spray plate, so that such a temperature control fluid outlets are arranged between two adjacent energy stores Spray plate a simultaneous temperature control or cooling of both adjacent energy storage is possible. The temperature control fluid inlet can be provided in one of the two plates, whereby it is of course also conceivable that each of the two plates forms a partial cross-section of the temperature control fluid inlet, for example in the form of a semicircle, whereby the temperature control fluid inlet lies in the joining plane of the two plates. The plates can be designed differently or as identical parts, in which case temperature control fluid outlets are present on both sides.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die beiden Platten aus Metall, insbesondere aus Aluminium, oder aus Kunststoff ausgebildet und über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung miteinander verbunden. Durch eine derartige Ausbildung ist eine besonders kostengünstige und zugleich qualitativ hochwertige Herstellung der Kühlplatten denkbar. Sofern diese beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet sind, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, lassen sich diese auch vergleichsweise leicht ausbilden. Durch eine Ausbildung aus Aluminium kann die Sprühplatte zusätzlich als Wärmesenke genutzt werden, wodurch zusätzlich eine konvektive Temperierung der Zellableiter bzw. Energiespeicher ermöglicht wird.In an advantageous further development of the solution according to the invention, the two plates are made of metal, in particular aluminum, or plastic and are connected to one another via a welded connection, a soldered connection or an adhesive connection. Such a design enables a particularly inexpensive and at the same time high quality production of the cooling plates to be conceivable. If these are made of plastic, for example, in particular as a plastic injection-molded part, they can also be made comparatively easily. By being made of aluminum, the spray plate can also be used as a heat sink, which also enables convective temperature control of the cell arresters or energy stores.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Sprühplatte als Strangpressprofil ausgebildet, in welches anschließend die jeweils erforderlichen Temperierfluidauslässe eingebracht, insbesondere eingestanzt, werden. Selbstverständlich kann die Sprühplatte wiederum alternativ auch als umgeformtes Blechteil ausgebildet sein, welches entlang einer Naht über eine Crimpverbindung, eine Falzverbindung oder eine Lötverbindung geschlossen wird. Sämtliche Ausführungsformen ermöglichen dabei eine sowohl kostengünstige als auch qualitativ hochwertige Herstellung der Sprühplatte.In an alternative embodiment, the spray plate is designed as an extruded profile, in which then the required temperature control fluid outlets are introduced, in particular stamped. Of course, the spray plate can alternatively also be designed as a formed sheet metal part which is closed along a seam via a crimp connection, a folded connection or a soldered connection. All of the embodiments enable the spray plate to be produced both inexpensively and of high quality.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die Temperierfluidauslässe derart ausgebildet, dass sie ein Aussprühen von Temperierfluid senkrecht oder schräg zu einer Außenoberfläche der Sprühplatte bewirken. Durch einen unterschiedlichen Aussprühwinkel der jeweiligen Temperaturfluidauslässe relativ zur Außenoberfläche der Sprühplatte lässt sich ein definiertes Ansprühen der Zellableiter und damit eine vordefinierte Temperierung bzw. Kühlung derselben erreichen.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the temperature control fluid outlets are designed in such a way that they cause temperature control fluid to be sprayed out perpendicularly or at an angle to an outer surface of the spray plate. By means of a different spray angle of the respective temperature fluid outlets relative to the outer surface of the spray plate, a defined spraying of the cell arresters and thus a predefined temperature control or cooling of the same can be achieved.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die Temperierfluidauslässe in der Art von Düsen, insbesondere schlitzförmig oder rund, ausgebildet. Hierdurch kann beispielsweise ein gezielter Punktstrahl, ein Sprühnebel oder aber auch eine Sprühlinie beim Auftreffen des Temperierfluids auf die Zellableiter bzw. Zellmantels des Energiespeichers erreicht werden.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the temperature control fluid outlets are designed in the manner of nozzles, in particular slot-shaped or round. In this way, for example, a targeted point jet, a spray mist or also a spray line can be achieved when the temperature control fluid hits the cell arrester or cell jacket of the energy store.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures on the basis of the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,

  • 1 eine Schnittdarstellung durch eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung,
  • 2 eine Schnittdarstellung durch eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sprühplatte,
  • 3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A durch die erfindungsgemäße Kühlplatte aus 2,
  • 4 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlplatte mit unterschiedlich zur Oberfläche der Kühlplatte ausgerichteten T em perierfluidauslässen,
  • 5 eine geneigt zu einem Zellableiter angeordnete Kühlplatte,
  • 6a bis k jeweils Schnittdarstellung durch unterschiedliche Ausführungsformen von Temperierfluidauslässen.
Show, each schematically,
  • 1 a sectional view through a possible embodiment of an energy storage arrangement according to the invention,
  • 2 a sectional view through a further possible embodiment of a spray plate according to the invention,
  • 3 a sectional view along the sectional plane AA through the cooling plate according to the invention 2 ,
  • 4th a possible embodiment of the cooling plate according to the invention with temperature fluid outlets oriented differently to the surface of the cooling plate,
  • 5 a cooling plate inclined to a cell arrester,
  • 6a to k each sectional view through different embodiments of temperature control fluid outlets.

Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung 1 zumindest einen, hier mehrere Energiespeicher 2 sowie eine Temperiereinrichtung 3 zum Kühlen/Erwärmen, das heißt generell zum Temperieren, der Energiespeicher 2 auf. Die Energiespeicher 2 besitzen dabei jeweils zwei elektrische Zellableiter 4, die gemäß der 1 hintereinander (in der Blattebene) angeordnet sind, so dass je Energiespeicher 2 nur ein Zellableiter 4 zu sehen ist. Die Temperiereinrichtung 3 besitzt eine Sprühkabine 5, in welcher die Energiespeicher 2 mit ihren Zellableitern 4 angeordnet sind. Ebenfalls vorgesehen ist eine Sprühplatte 6 (vgl. auch die 2 bis 5) mit mehreren auf zugehörige Zellableiter 4 gerichteten Temperierfluidauslässen 7, sodass zumindest die Zellableiter 4 über die darauf gerichteten Temperierfluidauslässe 7 mit einem dielektrischen Temperierfluid 8 beaufschlagbar, insbesondere besprühbar, oder bespritzbar sind.According to the 1 , has an energy storage arrangement according to the invention 1 at least one, here several energy stores 2 as well as a temperature control device 3 for cooling / heating, i.e. generally for temperature control, the energy storage 2 on. The energy storage 2 each have two electrical cell arresters 4th that according to the 1 are arranged one behind the other (in the plane of the sheet), so that each energy store 2 just a cell arrestor 4th you can see. The temperature control device 3 has a spray booth 5 , in which the energy storage 2 with their cell arresters 4th are arranged. A spray plate is also provided 6th (see also the 2 to 5 ) with several on associated cell arresters 4th directed temperature control fluid outlets 7th so at least the cell arrestor 4th via the temperature control fluid outlets directed towards it 7th with a dielectric temperature control fluid 8th acted upon, in particular sprayable, or sprayable.

Gemäß den 1 und 2 ist die Sprühplatte 6 jeweils aus einer ersten Platte 9 und einer zweiten Platte 10 ausgebildet, die fluiddicht miteinander verbunden sind und ein innenliegendes Kanalsystem 11 (vgl. auch die 3 bis 5) begrenzen, wobei dieses Kanalsystem 11 von einem Temperierfluideingang 12 zu den jeweiligen Temperierfluidauslässen 7 führt. Bei der gemäß der 2 dargestellten Sprühplatte 6 ist dabei die zweite Platte 10 eben ausgebildet und weist keine Temperierfluidauslässe 7 auf, so dass die gemäß der 2 dargestellte Sprühplatte 6 lediglich in eine Richtung, hier nach links, sprüht. Bei der gemäß der 1 dargestellten Sprühplatte 6 ist diese jedoch aus zwei ersten, insbesondere als Gleichteile ausgebildeten, Platten 9 zusammengefügt, so dass sie auf beiden Seiten Temperierfluidauslässe 7 aufweist und dadurch zwischen zwei Energiespeichern 2 angeordnet werden und diese gleichzeitig über ihre Zellableiter 4 mit dielektrischem Temperierfluid 8 beaufschlagen kann. Eine Herstellung der jeweiligen Platte 9 ist dabei vergleichsweise einfach mittels eines Stanz- und/oder Umformvorgangs möglich.According to the 1 and 2 is the spray plate 6th each from a first plate 9 and a second plate 10 formed, which are fluid-tightly connected to one another and an internal channel system 11 (see also the 3 to 5 ) limit, this canal system 11 from a temperature control fluid inlet 12 to the respective temperature control fluid outlets 7th leads. According to the 2 illustrated spray plate 6th is the second plate 10 flat and has no temperature control fluid outlets 7th on, so that according to the 2 spray plate shown 6th only in one direction, here to the left, sprays. According to the 1 illustrated spray plate 6th However, this is made up of two first plates, in particular designed as identical parts 9 joined together so that they have temperature control fluid outlets on both sides 7th and thereby between two energy stores 2 are arranged and these simultaneously via their cell arresters 4th with dielectric temperature control fluid 8th can apply. A production of the respective plate 9 is comparatively easy by means of a stamping and / or forming process.

Gemäß der Sprühplatte 6 gemäß der 3, weist deren Kanalsystem 11 fünf im Einbauzustand im Wesentlichen vertikal angeordnete Kanäle auf, in deren Verlauf jeweils vier übereinander angeordnete Temperierfluidauslässe 7 angeordnet sind. Verbunden sind diese vertikalen Kanäle durch einen unten verlaufenden Verbindungskanal, dessen Querschnitt sich vom Temperierfluideinlauf 12 nach links hin verkleinern kann, um eine Gleichverteilung des Temperierfluids zu unterstützen. Dabei kann die Gleichverteilung des Temperierfluids nicht nur durch die gezeigte, schrittweise Verengung des unteren Verbindungskanals, sondern auch durch die relativ eng ausgebildeten Temperierfluidauslässe 7 erreicht werden.According to the spray plate 6th according to the 3 , shows their sewer system 11 five in the installed state essentially vertically arranged channels, in the course of which there are four temperature control fluid outlets arranged one above the other 7th are arranged. These vertical channels are connected by a connecting channel running at the bottom, the cross section of which extends from the temperature control fluid inlet 12 can decrease to the left in order to support an even distribution of the temperature control fluid. The uniform distribution of the temperature control fluid can be achieved not only by the shown, step-by-step narrowing of the lower connecting channel, but also by the relatively narrow temperature control fluid outlets 7th can be achieved.

Generell können die beiden Platten 9, 10 aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, oder aus Kunststoff ausgebildet sein und über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung fluiddicht miteinander verbunden werden. Eine Ausführung aus Aluminium ermöglicht eine nicht nur gewichtsreduzierte Herstellung, sondern schafft auch die Möglichkeit einer vergleichsweise großen Wärmeübertragerfläche, sodass in diesem Fall die Sprühplatte 6 zusätzlich als Wärmesenke dient. Bei einer Ausführungsform der beiden Platten 9, 10 aus Kunststoff ist es möglich, diese als Kunststoffspritzgussteile auszubilden und dadurch ebenfalls gewichtsoptimiert und zugleich kostengünstig herzustellen. Bei einer Ausbildung aus Kunststoff kann insbesondere ein Verschweißen oder Verkleben eine einfache aber zugleich zuverlässige Verbindungsmöglichkeit der beiden Platten 9, 10 darstellen. Denkbar ist hierbei auch, dass die Platte 9 beispielsweise mittels eines entsprechenden Umformwerkzeugs umgeformt und anschließend mittels eines entsprechenden Stanzwerkzeugs ausgestanzt und die Temperierfluidauslässe 7 hergestellt werden. Alternativ ist selbstverständlich auch denkbar, dass die Sprühplatte 6 als Strangpressprofil ausgebildet ist, wie dies beispielsweise gemäß den 4 und 5 dargestellt ist, und anschließend die Temperierfluidauslässe 7 eingebracht bzw. eingestanzt werden.Generally, the two plates 9 , 10 made of metal, for example aluminum, or plastic and are connected to one another in a fluid-tight manner via a welded connection, a soldered connection or an adhesive connection. A design made of aluminum not only enables weight-reduced production, but also creates the possibility of a comparatively large heat exchanger surface, so that in this case the spray plate 6th also serves as a heat sink. In one embodiment of the two plates 9 , 10 from plastic, it is possible to design these as plastic injection-molded parts and thus also to manufacture them in a weight-optimized and cost-effective manner. In the case of a construction made of plastic, welding or gluing in particular can be a simple but at the same time reliable connection option for the two plates 9 , 10 represent. It is also conceivable here that the plate 9 formed for example by means of a corresponding shaping tool and then punched out by means of a corresponding punching tool and the temperature control fluid outlets 7th getting produced. Alternatively, it is of course also conceivable that the spray plate 6th is designed as an extruded profile, as for example according to the 4th and 5 is shown, and then the temperature control fluid outlets 7th be introduced or punched.

Die Temperierfluidauslässe 7 können dabei derart ausgebildet sein, dass sie ein Aussprühen von Temperierfluid 8 senkrecht oder schräg zu einer Außenoberfläche 13 der Sprühplatte 6 bewirken. Dabei ist selbstverständlich auch denkbar, dass ein solcher Temperierfluidauslass 7, wie dieser beispielsweise gemäß der 4 dargestellt ist, aus zwei eng beieinander liegenden Temperierfluidteilauslässen 7a und 7b besteht, die ein Aussprühen von Temperierfluid 8 unter unterschiedlichen Winkeln α, β ermöglichen.The temperature control fluid outlets 7th can be designed in such a way that they spray out temperature control fluid 8th perpendicular or oblique to an outside surface 13th the spray plate 6th cause. It is of course also conceivable that such a temperature control fluid outlet 7th , as this example according to the 4th is shown, from two closely spaced tempering fluid part outlets 7a and 7b consists of a spray of temperature control fluid 8th at different angles α , allow β.

Gemäß den 1 bis 3 ist dabei der Temperierfluideingang 12 in der Platte 9 angeordnet, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass jeweils ein Teilquerschnitt dieses Temperierfluideingangs 12 in beiden Platten 9, 10 angeordnet ist. Generell kann die Sprühplatte 6 auch aus zwei ersten Platten 9 oder einer ersten und einer zweiten Platte 9, 10 ausgebildet sein. Die Temperierfluidauslässe 7 können dabei beispielsweise in der Art von Düsen, beispielsweise schlitzförmig oder rund (vergleiche insbesondere die 3) ausgebildet sein.According to the 1 to 3 is the temperature control fluid inlet 12 in the plate 9 arranged, it being of course also conceivable that in each case a partial cross section of this temperature control fluid inlet 12 in both panels 9 , 10 is arranged. Generally speaking, the spray plate 6th also from the first two records 9 or a first and a second plate 9 , 10 be trained. The temperature control fluid outlets 7th can for example be in the form of nozzles, for example slot-shaped or round (compare in particular the 3 ) be trained.

Die gemäß der 5 dargestellte Sprühplatte 6 besitzt einen Temperierfluidauslass 7, welcher ein nahezu orthogonales Ausstoßen bzw. Aussprühen von Temperierfluid 8 relativ zur Außenoberfläche 13 der Sprühplatte 6 ermöglicht. Um bei einer derartigen Ausrichtung des Temperierfluidauslasses 7 trotzdem unterschiedliche Winkel realisieren zu können, kann vorgesehen sein, dass die Sprühplatte 6 um einen Winkel γ schräg zum Zellableiter 4 angeordnet ist. Hierdurch kann ebenfalls ein schräges Aufsprühen von dielektrischem Temperierfluid 8 auf den Zellableiter 4 erfolgen. Selbstverständlich können sämtliche Temperierfluidauslässe 7 auch derart angeordnet sein, dass sie nicht nur die Zellableiter 4 mit dielektrischem Temperierfluid 8 beaufschlagen und dadurch temperieren, sondern dielektrisches Fluid 8 auch an einen Zellmantel 14 sprühen und dadurch eine Kühlung des Zellmantels 14 bewirken. Ein Abstand d (vergleiche 1) zwischen einem jeweiligen Temperierfluidauslass 7 und dem von diesem besprühten Zellableiter 4 ist dabei vorbestimmt, wodurch eine vordefinierte Menge an Temperierfluid 8 auf diesen aufgesprüht werden kann.According to the 5 spray plate shown 6th has a temperature control fluid outlet 7th , which means an almost orthogonal ejection or spraying out of temperature control fluid 8th relative to the outer surface 13th the spray plate 6th enables. To with such an alignment of the temperature control fluid outlet 7th Nevertheless, to be able to realize different angles, it can be provided that the spray plate 6th at an angle γ obliquely to the cell arrester 4th is arranged. This can also result in an oblique spraying of dielectric temperature control fluid 8th on the cell arrester 4th respectively. Of course, all temperature control fluid outlets can 7th also be arranged in such a way that they are not just the cell arresters 4th with dielectric temperature control fluid 8th act on and thereby temperature control, but dielectric fluid 8th also to a cell jacket 14th spray and thereby a cooling of the cell jacket 14th cause. A distance d (compare 1 ) between a respective temperature control fluid outlet 7th and the cell drain sprayed by it 4th is predetermined, whereby a predefined amount of temperature control fluid 8th can be sprayed on this.

Betrachtet man die 3, so kann man erkennen, dass das Kanalsystem 11 vom Temperierfluideingang 12 zu den einzelnen Temperierfluidauslässen 7 führt, wobei diese einzelnen Temperierfluidauslässe 7 unterschiedliche Querschnitte aufweisen können, sodass beispielsweise ein näher am Temperierfluideingang 12 gelegener Temperierfluidauslass 7 einen kleineren Querschnitt aufweisen kann, als ein weiter davon entfernt liegender, wodurch eine homogene Verteilung des Temperierfluids 8 und auch ein homogenes Ausstoßen desselben über die einzelnen Temperierfluidauslässe 7 unterstützt werden kann.If you look at the 3 so you can see that the sewer system 11 from the temperature control fluid inlet 12 to the individual temperature control fluid outlets 7th leads, these individual temperature control fluid outlets 7th can have different cross-sections, so that, for example, one closer to the temperature control fluid inlet 12 located temperature control fluid outlet 7th may have a smaller cross-section than one further away from it, whereby a homogeneous distribution of the temperature control fluid 8th and also a homogeneous ejection of the same via the individual temperature control fluid outlets 7th can be supported.

Gemäß der 3 sind dabei je Platte 9 fünf Temperierfluidauslässe 7 nebeneinander und jeweils vier übereinander angeordnet. Selbstverständlich sind auch andere, hiervon abweichende, Anordnungen der Temperierfluidauslässe 7 denkbar.According to the 3 are included per plate 9 five temperature control fluid outlets 7th side by side and four on top of each other. Other arrangements of the temperature control fluid outlets that deviate from this are of course also possible 7th conceivable.

Die vorliegende Erfindung betritt nicht nur die Energiespeicheranordnung 1 als Ganzes, sondern auch die erfindungsgemäße dort eingesetzte Sprühplatte 6, für welche die zuvor gemachten und nachfolgenden Ausführungen analog gelten.The present invention does not just enter the energy storage arrangement 1 as a whole, but also the spray plate according to the invention used there 6th for which the statements made above and below apply analogously.

Betrachtet man die 6, so kann man in dieser noch unterschiedliche Querschnittsformen der Temperierfluidauslässe 7 erkennen, wobei der Temperierfluidauslass 7 gemäß der 6a die einfachste Ausführungsform darstellt. Dieser Temperierfluidauslass 7 weist parallele Wände auf, während der Temperierfluidauslass 7 gemäß der 6b sich in Ausströmrichtung konisch erweiternde Wände (Diffusor) und der gemäß der 6c dargestellte Temperierfluidauslass 7 sich in Ausströmrichtung des Temperierfluids 8 konisch verjüngende Wände (Düse) besitzt. Gemäß der 6d ist ein Temperierfluidauslass 7 gezeigt, der einen umlaufenden Rand 15 und einen trompetenförmigen Eingang besitzt. Der Temperierfluidauslass 7 gemäß der 6e ist um einen Winkel α zu einer orthogonalen Außenoberfläche 13 der Sprühplatte 6 geneigt und ermöglicht dadurch ein schräges Aussprühen von Temperierfluid 8. Durch den im Vergleich zur 6d größeren, insbesondere in Ausstoßrichtung längeren, Rand 15 bei dem Temperierfluidauslass 7 gemäß der 6f kann der Abstand d zwischen dem Temperierfluidauslass 7 und dem von diesem zu besprühenden Zellableiter 4 beeinflusst werden.If you look at the 6th , you can still find different cross-sectional shapes of the temperature control fluid outlets in this 7th recognize, the temperature control fluid outlet 7th according to the 6a represents the simplest embodiment. This temperature control fluid outlet 7th has parallel walls, while the temperature control fluid outlet 7th according to the 6b walls widening conically in the outflow direction (diffuser) and according to the 6c temperature control fluid outlet shown 7th in the outflow direction of the temperature control fluid 8th has conically tapering walls (nozzle). According to the 6d is a temperature control fluid outlet 7th shown, the one surrounding edge 15th and has a trumpet-shaped entrance. The temperature control fluid outlet 7th according to the 6e is at an angle α to an orthogonal outer surface 13th the spray plate 6th inclined and thus enables temperature control fluid to be sprayed at an angle 8th . Compared to the 6d larger, especially longer edge in the ejection direction 15th at the temperature control fluid outlet 7th according to the 6f can the distance d between the temperature control fluid outlet 7th and the cell drain to be sprayed by this 4th to be influenced.

Die 6g zeigt einen Temperierfluidauslass 7, der ebenfalls ein schräges Aussprühen von Temperierfluid 8, hier zur rechten Seite, ermöglicht. Der Temperierfluidauslass 7 gemäß der 6h entspricht dem der 6d, jedoch ohne Rand 15. In 6i ist ein zum Temperierfluidauslass 7 der 6h analoger Temperierfluidauslass 7 gezeigt, jedoch nicht mit einem sich trompetenförmig öffnenden Eingang, sondern mit einem gefasten Eingang. Dieser ist gemäß dem Temperierfluidauslass 7 aus der 6j noch mit einem verlängerten Rand versehen. Um dabei eine Kerbwirkung, insbesondere beim Umformen der Temperierfluidauslässe 7 zu reduzieren, kann ein Übergang zwischen dem Rand 15 und der Außenoberfläche 13 ausgerundet sein (vergleiche 6j). Gemäß der 6k kann der Rand 15 selbstverständlich auch orthogonal in die Außenoberfläche 13 der Sprühplatte 6 übergehen.The 6g shows a temperature control fluid outlet 7th , which also causes an inclined spraying of temperature control fluid 8th , here on the right side. The temperature control fluid outlet 7th according to the 6h corresponds to the 6d but without a border 15th . In 6i is one to the temperature control fluid outlet 7th the 6h analog temperature control fluid outlet 7th shown, but not with a trumpet-shaped opening, but with a chamfered entrance. This is according to the temperature control fluid outlet 7th from the 6y still provided with an extended edge. In order to achieve a notch effect, especially when reshaping the temperature control fluid outlets 7th can reduce a transition between the edge 15th and the outer surface 13th be rounded (compare 6y) . According to the 6k can the edge 15th of course also orthogonally in the outer surface 13th the spray plate 6th pass over.

Alles in allem kann mit der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung 1 und der erfindungsgemäßen Sprühplatte 6 eine homogene Temperierung der Energiespeicher 2 und damit eine vergleichsweise hohe Leistungsfähigkeit und eine optimierte Wärmeabfuhr erreicht werden. Durch die entsprechend ausgebildete Sprühplatte 6 kann zudem eine kostengünstige Umsetzung einer Sprühkühlung realisiert werden, wobei durch einen einfachen Austausch beispielsweise der Platte 9 eine schnelle Anpassbarkeit bei veränderten Verlustleistungen bzw. geänderten Bauteilgeometrien möglich ist. Im Vergleich zu Düsen bzw. einer unterhalb oder oberhalb der Energiespeicher 2 angeordneten Kühlplatte kann mit der erfindungsgemäßen Sprühplatte auch eine Reduzierung des Bauraumbedarfs erreicht werden. Durch die optimierte Temperierung, insbesondere durch die optimierte Kühlung der Energiespeicher 2 wird zudem deren Lebensdauer verlängert.All in all, with the energy storage arrangement according to the invention 1 and the spray plate according to the invention 6th a homogeneous temperature control of the energy storage 2 and thus a comparatively high performance and optimized heat dissipation can be achieved. With the appropriately designed spray plate 6th In addition, a cost-effective implementation of spray cooling can be realized, with a simple exchange of the plate, for example 9 rapid adaptability is possible in the event of changed power losses or changed component geometries. Compared to nozzles or one below or above the energy storage 2 arranged cooling plate can also be achieved with the spray plate according to the invention, a reduction in the space required. Through the optimized temperature control, in particular through the optimized cooling of the energy storage 2 their service life is also extended.

Eingesetzt werden kann die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung 1 in einem Kraftfahrzeug 16, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug 17 oder einem Hybridfahrzeug 18.The energy storage arrangement according to the invention can be used 1 in a motor vehicle 16 , for example in an electric vehicle 17th or a hybrid vehicle 18th .

Claims (12)

Energiespeicheranordnung (1) mit zumindest einem Energiespeicher (2) und mit einer Temperiereinrichtung (3) zum Kühlen/Erwärmen des zumindest einen Energiespeichers (2), dadurch gekennzeichnet - dass der zumindest eine Energiespeicher (2) zwei elektrische Zellableiter (4) aufweist, - dass die Temperiereinrichtung (3) eine Sprühkabine (5) aufweist, in welcher zumindest ein Energiespeicher (2) mit seinen Zellableitern (4) aufgenommen ist, - dass eine Sprühplatte (6) mit zumindest zwei auf zugehörige Zellableiter (4) gerichteten Temperierfluidauslässen (7) vorgesehen ist, sodass zumindest die Zellableiter (4) mit einem dielektrischen Temperierfluid (8) besprühbar sind.Energy storage arrangement (1) with at least one energy storage (2) and with a temperature control device (3) for cooling / heating the at least one energy storage (2), characterized in that the at least one energy storage (2) has two electrical cell arresters (4), that the temperature control device (3) has a spray cabin (5) in which at least one energy store (2) with its cell arresters (4) is accommodated, - that a spray plate (6) with at least two temperature control fluid outlets (7) directed towards associated cell arresters (4) ) is provided so that at least the cell drains (4) can be sprayed with a dielectric temperature control fluid (8). Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühplatte (6) jeweils eine erste und eine zweite Platte (9,10) aufweist, die fluiddicht miteinander verbunden sind und ein Kanalsystem (11) begrenzen, welches von einem Temperierfluideingang (12) zu den Temperierfluidauslässen (13) führt.Energy storage arrangement according to Claim 1 , characterized in that the spray plate (6) each has a first and a second plate (9, 10) which are connected to one another in a fluid-tight manner and delimit a channel system (11) which flows from a temperature control fluid inlet (12) to the temperature control fluid outlets (13) leads. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, - dass in zumindest einer der beiden Platten (9, 10) Temperierfluidauslässe (7) angeordnet sind, und/oder - dass der Temperierfluideingang (12) in zumindest einer der beiden Platten (9) angeordnet ist.Energy storage arrangement according to Claim 2 , characterized in - that temperature control fluid outlets (7) are arranged in at least one of the two plates (9, 10), and / or that the temperature control fluid inlet (12) is arranged in at least one of the two plates (9). Energiespeicheranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, - dass die beiden Platten (9,10) aus Metall, insbesondere aus Aluminium, oder aus Kunststoff ausgebildet und über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung miteinander verbunden sind, und/oder - dass die beiden Platten (9,10) als umgeformte Stanzteile ausgebildet sind.Energy storage arrangement according to Claim 2 or 3 , characterized in that - that the two plates (9, 10) are made of metal, in particular of aluminum, or of plastic and are connected to one another via a welded connection, a soldered connection or an adhesive connection, and / or - that the two plates (9, 10) are designed as formed stamped parts. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühplatte (6) als Strangpressprofil ausgebildet ist.Energy storage arrangement according to Claim 1 , characterized in that the spray plate (6) is designed as an extruded profile. Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Temperierfluidauslässe (7) derart ausgebildet sind, dass sie ein Aussprühen von Temperierfluid (8) senkrecht oder schräg zu einer Außenoberfläche (13) der Sprühplatte (6) bewirken, oder - dass die Temperierfluidauslässe (7) und/oder die Sprühplatte (6) senkrecht oder schräg zu den zugehörigen Zellableiter (4) ausgerichtet sind.Energy storage arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature control fluid outlets (7) are designed in such a way that they cause the temperature control fluid (8) to be sprayed out perpendicularly or at an angle to an outer surface (13) of the spray plate (6), or Tempering fluid outlets (7) and / or the spray plate (6) are aligned perpendicular or at an angle to the associated cell drain (4). Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Temperierfluidauslässe (7) in der Art von Düsen, insbesondere schlitzförmig oder rund ausgebildet sind, und/oder - dass die Temperierfluidauslässe (7) so ausgerichtet sind, dass über diese auch ein Besprühen eines Zellmantels (14) des Energiespeichers (2) möglich ist.Energy storage arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature control fluid outlets (7) are designed in the manner of nozzles, in particular slot-shaped or round, and / or that the temperature control fluid outlets (7) are aligned so that they can also be sprayed through a cell jacket (14) of the energy store (2) is possible. Sprühplatte (6) einer Energiespeicheranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zumindest zwei Temperierfluidauslässe (7) aufweist und - jeweils eine erste und eine zweite Platte (9,10) aufweist, die fluiddicht miteinander verbunden sind und ein Kanalsystem (11) begrenzen, welches von einem Temperierfluideingang (12) zu den Temperierfluidauslässen (7) führt, oder - als Strangpressprofil ausgebildet ist.Spray plate (6) of an energy storage arrangement (1) according to one of the preceding claims, which has at least two temperature control fluid outlets (7) and - each has a first and a second plate (9, 10) which are connected to one another in a fluid-tight manner and delimit a channel system (11) which leads from a temperature control fluid inlet (12) to the temperature control fluid outlets (7), or - Is designed as an extruded profile. Sprühplatte nach Anspruch 8, erste Alternative, dadurch gekennzeichnet, - dass in zumindest einer der beiden Platten (9,10) Temperierfluidauslässe (7) angeordnet sind, und/oder - dass der Temperierfluideingang (12) in zumindest einer der beiden Platten (9,10) angeordnet ist.Spray plate after Claim 8 First alternative, characterized in that temperature control fluid outlets (7) are arranged in at least one of the two plates (9, 10), and / or that the temperature control fluid inlet (12) is arranged in at least one of the two plates (9, 10) . Sprühplatte nach Anspruch 8, erste Alternative oder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, - dass die beiden Platten (9,10) aus Metall, insbesondere aus Aluminium, oder aus Kunststoff ausgebildet und über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung miteinander verbunden sind, und/oder - dass die beiden Platten (9,10) als umgeformte Stanzteile ausgebildet sind.Spray plate after Claim 8 , first alternative or after Claim 9 , characterized in that - that the two plates (9, 10) are made of metal, in particular of aluminum, or of plastic and are connected to one another via a welded connection, a soldered connection or an adhesive connection, and / or - that the two plates (9, 10) are designed as formed stamped parts. Sprühplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, - dass die Temperierfluidauslässe (7) in der Art von Düsen, insbesondere schlitzförmig oder rund ausgebildet sind, und/oder - dass die Temperierfluidauslässe (7) derart ausgebildet sind, dass sie ein Aussprühen von Temperierfluid (8) senkrecht oder schräg zu einer Außenoberfläche (13) der Sprühplatte (6) bewirken.Spray plate according to one of the Claims 8 to 10 , characterized in - that the temperature control fluid outlets (7) are designed in the manner of nozzles, in particular slot-shaped or round, and / or - that the temperature control fluid outlets (7) are designed such that they spray out temperature control fluid (8) vertically or at an angle to an outer surface (13) of the spray plate (6). Kraftfahrzeug (16), insbesondere ein Elektrofahrzeug (17) oder ein Hybridfahrzeug (18), mit einer Energiespeicheranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Motor vehicle (16), in particular an electric vehicle (17) or a hybrid vehicle (18), with an energy storage arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 7th .
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