EP3589880A2 - Speicherbehälter, temperiervorrichtung, verfahren zum herstellen eines speicherbehälters und temperierverfahren - Google Patents

Speicherbehälter, temperiervorrichtung, verfahren zum herstellen eines speicherbehälters und temperierverfahren

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EP3589880A2
EP3589880A2 EP18712510.9A EP18712510A EP3589880A2 EP 3589880 A2 EP3589880 A2 EP 3589880A2 EP 18712510 A EP18712510 A EP 18712510A EP 3589880 A2 EP3589880 A2 EP 3589880A2
Authority
EP
European Patent Office
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storage container
storage
receiving tubes
heat transfer
transfer medium
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.)
Pending
Application number
EP18712510.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Dieter Weigl
Inga Bürger
Jens Mitzel
Tilo Maag
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.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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 Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of EP3589880A2 publication Critical patent/EP3589880A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present invention relates to a storage container which can be used, for example, for storing hydrogen.
  • Storage tank can be used in particular in a tempering, which in turn can be used in a vehicle, such as a bicycle.
  • An apparatus and a method for fuel cell cold start with metal hydrides is known for example from DE 103 17 123 B4.
  • the present invention has for its object to provide a storage container, which is easy to produce and has an optimized internal structure.
  • a storage container which comprises:
  • a storage port by means of which a storage area, which is arranged within the one or more receiving tubes, is accessible from outside the storage container;
  • a distribution structure by means of which a fluid-effective connection between the storage port on the one hand and the storage area within the one or more receiving tubes is made on the other hand, wherein a) the outer wall and / or b) the one or more receiving tubes and / or c) the storage port and / or (d) the distribution structure is in one piece and / or jointly in a single fahrens administrat, for example, in a 3D printing process or in a st rank press method, are produced.
  • the memory may preferably have an optimized internal structure and also be easily manufactured.
  • Welds, etc. are provided at transition areas between these components.
  • no material transition or component transition can be determined.
  • the one or more receiving tubes are fixed to one another and / or to the outer wall by means of one or more webs.
  • the one or more receiving tubes are spaced apart from one another and / or spaced from the outer wall in the interior of the storage container by means of one or more webs and / or fixed.
  • the one or more receiving tubes, the one or more webs and the outer wall are produced together in one piece and / or jointly in a single method step, in particular in the 3D printing method or in the extrusion process.
  • Storage container is produced in a 3D printing process.
  • welds can be avoided or at least reduced their number by the selected production. This results preferably in a lower error rate and a lower production price.
  • one or more components / components of the storage container by other methods, such as injection molding, casting in molds, etc., are produced.
  • the distributor structure is a distributor spider which has a multiple flow branching in order to be able to distribute medium supplied to the receiving tubes, in particular via the storage port.
  • the distribution structure comprises a flow branching from a storage connection to several connection channels.
  • the distributor structure is preferably arranged and / or formed in one of two end regions of the receiving tubes.
  • these are preferably filled with storage material after they have been filled. closed, in particular by means of closure elements, caps or the like.
  • the one or more webs preferably form a heat conduction structure and / or a support structure of the storage container.
  • the storage container in particular the outer wall, the one or more receiving tubes and / or one or more webs comprise or are formed from a metal material, in particular an aluminum material.
  • the aluminum material is in particular an aluminum alloy, for example AISilOMg.
  • the outer wall preferably has a wall thickness of at least about 0.8 mm, for example at least about 1 mm, preferably about 1.5 mm.
  • the material thickness of the outer wall is at most about 3 mm, in particular at most about 2 mm, for example about 1.5 mm.
  • the one or more receiving tubes preferably have one
  • Material thickness which is at least about 0.8 mm, preferably at least about 1 mm, and / or at most about 3 mm, for example at most about 2 mm.
  • the material thickness of the one or more receiving tubes is about 1.5 mm.
  • a material thickness of the webs is preferably at least about 0.5 mm and / or at most about 2 mm, for example about 1 mm. Preferably, the material thickness of the webs is less than the material thickness of the outer wall and / or the one or more receiving tubes.
  • the one or more webs form in particular ribs and / or flow guide elements in the interior of the storage container, in particular a Umström Suite surrounding the one or more receiving tubes.
  • the storage container comprises seven receiving tubes, which in particular have identical diameters.
  • End caps are preferably arranged and / or formed on both sides with respect to a longitudinal axis of the storage container.
  • the end caps have, for example, a conical end section and / or a connection section for the supply and / or discharge of the medium to be stored and / or the heat carrier medium.
  • the outer wall and / or the one or more receiving tubes are preferably hollow cylindrical, in particular hollow circular cylindrical, formed.
  • the one or more receiving tubes are filled with a hydride storage material, in particular in pellet form.
  • the storage material in particular the hydride storage material, preferably has a graphite portion by means of which, in particular, a heat transfer can be optimized.
  • the receiving tubes for receiving the storage material are preferably dimensioned such that, for example, 300 g of storage material, in particular hydride storage material, can be received.
  • a total mass of the storage container without filling is preferably at least about 200 g, for example at least about 300 g, in particular about 350 g. Furthermore, it can be provided that the total mass is at most about 500 g, for example at most about 400 g.
  • the storage container is in particular a hydrogen storage container.
  • the storage material is preferably sodium borohydride, in particular a metastable sodium borohydride solution.
  • the storage material is magnesium hydride.
  • the magnesium hydride is a pasty storage material.
  • metal hydride in particular La-Ni-based, is used as the storage material.
  • titanium-iron compounds may be provided as storage material.
  • a portion of the interior of the storage container surrounding the one or more receiving tubes, on the one hand, and one or more internal spaces of the one or more receiving tubes, for example, are preferably separated from one another by fluid action.
  • the storage container comprises separate access ports and / or connecting pieces or other connecting elements for the separate supply and / or discharge of media to the surrounding the one or more receiving tubes part of the interior on the one hand and to the interior of the one or more receiving tubes on the other.
  • the storage container in particular the part of the interior of the storage container surrounding the one or more receiving tubes, is provided with preferably permeable by a heat transfer medium.
  • An input and an output for supplying or discharging the heat transfer medium are preferably arranged on opposite sides, in particular ends, of the storage container.
  • a medium to be stored can in particular be introduced or removed from the same via a single access into the interior space of the one or more receiving tubes.
  • An interior of the one or more receiving tubes forms in particular a storage area of the storage container.
  • a part of the interior surrounding the one or more receiving tubes forms, in particular, a flow-around region.
  • the Umström Scheme can be flowed through with a formed for example as water or as a glycol or as a water-glycol mixture heat transfer medium.
  • the storage container according to the invention is particularly suitable for use in a tempering device for controlling the temperature of objects, in particular components of a vehicle.
  • the present invention therefore also relates to a tempering device, which preferably comprises one or more of the storage containers described above.
  • the temperature control device preferably further comprises: a circuit for a heat transfer medium
  • At least one storage container in particular at least one storage container according to the invention, wherein the storage container independently two media streams are fed, wherein the storage container on the one hand, the heat transfer medium can be fed and wherein the storage container on the other hand a different from the heat transfer medium to be stored medium can be fed;
  • a pump and one or more valve devices by means of which the heat transfer medium is selectively and / or successively fed to a heat exchanger, the storage container and / or the object to be tempered.
  • a heat exchanger integrated in the circuit for discharging or receiving heat by means of the heat transfer medium is preferably provided
  • the circuit for the heat transfer medium comprises in particular one or more lines, which in particular the heat exchanger, the
  • the circuit is formed fluid-tight, closed to heat transfer medium and without being able to lead to the outside.
  • the circuit may comprise, for example, a surge tank, in particular to compensate for temperature-induced expansions of the heat transfer medium in the circuit.
  • the heat exchanger is in particular an air-liquid heat exchanger.
  • a plurality of air-liquid heat exchanger units for example so-called coolers, may be provided for providing the heat exchanger.
  • An article to be tempered is in particular a fuel cell device, a battery device, a power electronics device, for example a DC / DC converter, a control device and / or other temperature-critical components.
  • the objects to be tempered can then in particular be tempered individually or simultaneously and / or independently, in particular by flowing through the objects to be tempered with the heat transfer medium.
  • the pump is in particular a liquid pump for driving the heat transfer medium formed in particular as a liquid.
  • the pump is a conventional water pump.
  • the temperature control comprises a control device by means of which the pump and / or the one or more valve devices are placed in a heating mode, in which a) the storage medium to be stored medium and heat transfer medium is supplied and b) the heat transfer medium is then fed to the object to be tempered.
  • the feeding of the medium to be stored to the storage container results in particular in an exothermic reaction in the one or more receiving tubes.
  • the heat released in this process is in particular applied to the heat transfer medium passed through the storage container. medium transmitted and finally used for tempering the object to be tempered.
  • the temperature control device comprises a control device, by means of which the pump and / or the one or more valve devices can be placed in a cooling mode, in which a) the storage tank heat transfer medium is supplied, b) the medium to be stored is removed from the storage container and c) the heat transfer medium is then supplied to the object to be tempered and / or the heat exchanger.
  • the removal of the medium to be stored from the storage container results in particular an endothermic reaction, so that through the
  • Storage tank passed through heat transfer medium is cooled.
  • This cooled heat transfer medium can finally be used to temper the article.
  • heat is transferred from the environment to the heat transfer medium by means of the heat exchanger and fed to the storage container for discharging the storage device.
  • the storage container or bypassing the storage container may be provided that received by the heat transfer medium heat from the object to be tempered and delivered by means of the heat exchanger to the environment.
  • the tempering device is particularly suitable for use in a vehicle, such as a bicycle.
  • the bicycle is in particular an electrically operated or electrically assisted bicycle, tricycle or four-wheeler.
  • a two-wheeled or three-wheeled or adjrädriges cargo bike Preferably, the vehicle includes:
  • a tempering device for controlling the temperature of the fuel cell device and / or a battery device and / or a power electronics device and / or a control device.
  • the tempering device is also preferably also for motor vehicles, especially passenger cars, etc. usable.
  • the present invention further relates to a method of manufacturing a storage container.
  • the invention is in this respect the task of providing a method by which a storage container with optimized internal structure is easy to produce.
  • the method according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the storage container, the temperature control device and / or the vehicle.
  • the outer wall and the one or more receiving tubes are preferably made of a metallic material, in particular of a
  • Aluminum material such as an aluminum alloy produced.
  • the method step for producing a plurality of components / components of the storage container is in particular a 3D printing method or extrusion method.
  • a connection with the other components / components is preferably produced in a subsequent process step, in particular a welded joint or adhesive bond.
  • the present invention further relates to a tempering method for
  • Tempering an object to be tempered is tempered.
  • the invention is in this respect the task of providing a tempering, which allows a simple and efficient temperature control of objects.
  • thermoforming method which comprises the following:
  • Heating a heat transfer medium by passing it through a storage container in which at the same time another medium for
  • Cooling a heat transfer medium by passing it through a storage container, from which at the same time stored therein
  • a storage material is arranged within the storage container, which reacts exothermically together with the further medium and / or which upon removal of a medium stored therein
  • the storage material is in particular a hydride storage material.
  • the storage container is preferably operated such that a discharge pressure is greater than or at least as great as a supply pressure of the fuel cell device.
  • the stored medium, in particular the hydrogen, can thereby be used preferably completely in the fuel cell device.
  • the pressure for loading the storage container with the medium to be stored is less than about 5 bar, for example less than about 3 bar.
  • the tempering device is thereby preferably operable with all known hydrogen storage materials as storage material.
  • the heat transfer medium may be gaseous or liquid.
  • One or more components of the tempering device is preferably spatially separated or spatially separable from the object to be tempered.
  • this can be a simple disassembly for weight savings can be realized if, for example, in the summer, the temperature control for rapid heating of the fuel cell device is not needed.
  • the storage container and / or the temperature control device is suitable for all hydrogen consumers, in particular stationary and mobile applications.
  • the application may be provided in small vehicles, electric bicycles, electric-powered bicycles, land, air, water and space vehicles. Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of exemplary embodiments.
  • n show: a schematic representation of the construction of a tempering device for tempering a fuel cell device; a schematic side view of an alternative embodiment of a storage container of the temperature control of FIG. 1; a schematic plan view of the storage container of Figure 2 with a viewing direction in the direction of arrow 3 in Fig. 2.
  • FIG. 7 is a flow chart illustrating a first method of the invention
  • Fig. 8 is a flowchart illustrating a second method for
  • An embodiment of a tempering device designated as a whole as 100 in FIG. 1 is used, for example, in a vehicle 102.
  • the vehicle 102 may be a bicycle 104 that is electrically powered.
  • the vehicle 102 includes, for example, a fuel cell device 106, by means of which electrical energy for driving a (not shown) electric motor can be provided.
  • the vehicle 102 includes, for example, a reservoir 108 for a fuel for supplying the fuel cell device 106.
  • the reservoir 108 is in particular a hydrogen tank 110.
  • the fuel from the reservoir 108 can be supplied to the fuel cell device 106.
  • the temperature control device 100 may be provided, for example, exclusively for temperature control. However, it can also be provided that the temperature control device 100 comprises one or more further components, in particular the fuel cell device 106.
  • the tempering device 100 is then, for example, an energy converter.
  • the temperature control device 100 and / or the vehicle 102 comprises a refueling connection 116, via which the reservoir 108 can be filled with fuel, in particular hydrogen.
  • the reservoir 108 is preferably releasably coupled to a fuel line 118 of the fuel supply 114.
  • the reservoir 108 is thereby in particular exchangeable, for example, to exchange an empty reservoir 108 for a full reservoir 108.
  • the fuel cell device 106 is assigned an exhaust air outlet 120 in order to be able to remove exhaust gas generated in the fuel cell device 106.
  • the tempering device 100 serves, in particular, to adhere to the temperature limits required during operation of the fuel cell device 106.
  • the fuel cell device 106 for this purpose is preferably either heated or cooled.
  • the fuel cell device 106 is in particular incorporated in a circuit 122 of a heat transfer medium.
  • the heat transfer medium can be supplied by the fuel cell device 106 and further components of the temperature control device 100.
  • a pump 124 For driving the heat transfer medium in this case in particular a pump 124 is provided.
  • the temperature control device 100 preferably comprises one or more heat exchangers 126, which are in particular provided with one or more fans 128 in each case. Alternatively, it may be provided that the temperature control device 100, one or more heat exchangers 126 are each associated with one or more fans 128.
  • a heat exchanger 126 is in particular an air-liquid heat exchanger in order to be able to deliver heat from the environment of the temperature control device 100 to the heat transfer medium or else from the heat transfer medium to the surroundings of the temperature control device 100.
  • the tempering device 100 further comprises a storage tank 130, through which the heat transfer medium is feasible.
  • the storage container 130 is suitable for receiving fuel.
  • the storage container 130 preferably comprises an inner structure 132, which subdivides an inner space 134 of the storage container 130 into a storage area 136 on the one hand and a bypass area 138 on the other hand.
  • the bypass area 138 is, in particular, the part of the interior 134 which can be flowed through by the heat transfer medium.
  • the storage area 136 is in particular an area to which fuel, in particular hydrogen, can be supplied in order to store the fuel in the storage tank 130 or to be able to provide fuel by means of the storage tank 130.
  • the storage area 136 is in particular filled with a storage material, for example a hydride storage material, in particular metal hydride or complex hydride.
  • a storage material for example a hydride storage material, in particular metal hydride or complex hydride.
  • storage material is provided in pellet form.
  • Memory material comprises graphite.
  • the storage container 130 preferably comprises a storage port 140, via which fuel can be supplied to the storage region 136. Furthermore, fuel can also be discharged from the storage area 136 through the storage port 140.
  • two separate storage ports 140 are provided for supplying or discharging the fuel to and from the storage area 136.
  • the storage container 130 further comprises two temperature control ports 142, through which the Umström Scheme 138 in the interior 134 of the storage container 130 is accessible.
  • About the Temperieran say 142 is in particular the
  • Heat transfer medium into the storage container 130 can be introduced and discharged from the same.
  • the tempering connections 142 are preferably arranged at opposite ends 144 of the storage container 130 in order to allow a simple flow through the storage container 130 with the heat transfer medium.
  • a surge tank 146 is also still provided. This allows in particular a compensation for temperature-induced volume fluctuations of the heat transfer medium.
  • One or more valve devices 148 are used for targeted control and / or regulation of the circuit 122.
  • a cooling valve 150 provided in the region of the heat exchanger 126 can be provided in this case in order to control the flow through the
  • a temperature control valve 152 arranged in the region of the storage container 130 preferably serves for selectively releasing or blocking the flow of the storage container 130.
  • valve devices 148 may be provided.
  • One or more temperature sensors 154 are used for targeted control of the circuit 122.
  • control device 156 in particular the pump 124 and / or the valve devices 148 can be specifically controlled and / or regulated to carry out a desired temperature control process.
  • a reference symbol 158 represents an optional additional component which can be tempered as an alternative or in addition to the fuel cell device 106 by means of the temperature control device 100.
  • a battery device for example, a battery device, in particular an accumulator device, or a power electronics can be provided.
  • the temperature control device 100 is preferably modular. As a module 160, in particular those components are combined with each other, which can be combined with each other for different load requirements in multiple execution.
  • the temperature control device in particular the storage container 130, depending on the season and thus removed to accommodate different Temperierannostien or added in multiple quantities.
  • the fuel cell device 106 From the reservoir 108 on the one hand, the fuel cell device 106 and on the other hand, the storage tank 130 with fuel, in particular hydrogen, supply bar.
  • one or more pressure reducers 162 and / or supply valves 164 are preferably arranged in the fuel feed 114, in particular the fuel line 118.
  • this can also be a targeted loading and unloading of
  • Storage container 130 can be enabled.
  • the temperature control device 100 shown in FIG. 1 functions as follows:
  • a storage material in particular hydride storage material is arranged.
  • the result is preferably an exothermic reaction, as a result of which the internal structure 132 of the storage tank 130 heats up.
  • This resulting heat is transferred to the heat transfer medium flowing in the circulating region 138 and is then available in the circuit 122 for the temperature control of components of the vehicle 102.
  • the heated heat transfer medium can be fed via the circuit 122 to the fuel cell device 106 in order to bring it to a desired operating temperature for starting it up.
  • the storage container 130 is preferably filled with hydrogen so far that a subsequent discharge of the storage container, in which hydrogen is released, can be used to operate the fuel cell device 106.
  • a pressure reducer is dispensable in this operation, whereby in particular an efficiency of the overall system can be optimized.
  • Umström Scheme 138 can be used for example for cooling the fuel cell device 106.
  • too hot heat transfer medium or in the case of too cold heat transfer medium of the heat exchanger 126 are flowed through to selectively and depending on the ambient temperature to give heat to the environment or from the same.
  • the storage container 130 regardless of the design of the reservoir 108 allow a simple and efficient temperature control.
  • the storage container 130 comprises a cylindrical outer wall 166, for example, which in particular forms an outer casing 168 of the storage container 130.
  • a plurality of receiving tubes 170 are preferably arranged.
  • the receiving tubes 170 are, in particular, substantially circular-cylindrical in shape.
  • one or more connecting channels 172 are provided, by means of which the receiving tubes 170 are fluidically connected to one another.
  • the part of the inner space 134 lying outside the receiving tubes 170 preferably forms the bypass area 138.
  • the receiving tubes 170 and the outer wall 166 are connected to one another by means of a plurality of webs 174.
  • the webs 174 form in particular a heat-conducting structure 176 and / or a fluid-conducting structure 178.
  • the receiving tubes 170 are preferably kept at a distance from the outer wall 166. This makes it possible, in particular, to thermally insulate the receiving tubes 170 from the outer wall 166 in that a circulating region 138 of the heat transfer medium forming thereby can be flowed through, thereby reliably dissipating heat arising in the receiving tube 170 and thus keeping it away from the outer wall 166.
  • the entire storage container 130 or at least the outer wall 166, the receiving tubes 170 and the webs 174 are preferably made of a metallic material, in particular an aluminum alloy, in an SD printing process.
  • the storage container 130 is preferably formed in two parts, wherein a part of the outer wall 166, the receiving tubes 170 and the webs 174 forms or includes.
  • the further part is preferably an end cap 180, which can be placed on the first-mentioned part to complete the interior 134 of the storage container 130.
  • This end cap 180 is arranged in particular at one end 144 of the storage container 130 and, like the other end 144, comprises one of the temperature control connections 142.
  • the end cap 180 may in particular be welded or glued on.
  • the end cap 180 is preferably made fluid-tight.
  • the configuration of the storage container 130 described with reference to FIGS. 2 to 6 preferably results in a simple and cost-effective as well as lightweight, compact and energy-efficient design of the storage container 130.
  • an internal structure of the storage container 130 is comparatively complex.
  • connection channels 172 and the memory connection 140 are part of a distributor structure 182.
  • the entire distributor structure 182 is preferably formed integrally with the receiving tubes 170 and the webs 174 and the outer wall 166 connecting the receiving tubes 170.
  • the receiving tubes 170 are delimited at one end 144 by the distributor structure 182.
  • the receiving tubes 170 are preferably closed by means of closure elements 184.
  • the closure elements 184 are in particular subsequently introduced into the receiving tubes 170 or fixed thereto, preferably after the receiving tubes 170 have been filled with storage material.
  • the storage container 130 can be produced, for example, as follows: a) Production of an outer wall 166
  • preferably several, in particular all, of the method steps a) to f) can be carried out by a single common method step.
  • connection step i) separate according to FIG. 7 is unnecessary or simplified, since most of the components / components of the storage container 130 are already integrally formed with each other on account of the selected production method.
  • the storage container 130 can in particular be produced in a particularly compact, lightweight and filigree inner structure. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Um einen Speicherbehälter bereitzustellen, welcher einfach herstellbar ist und eine optimierte innere Struktur aufweist, wird vorgeschlagen, dass der Speicherbehälter Folgendes umfasst: eine Außenwandung, welche einen Innenraum des Speicherbehälters umgibt; ein oder mehrere im Innenraum des Speicherbehälters angeordnete Aufnahmerohre zur Aufnahme eines Speichermaterials; einen Speicheranschluss, mittels welchem ein Speicherbereich, welcher innerhalb des einen oder der mehreren Aufnahmerohre angeordnet ist, von außerhalb des Speicherbehälters zugänglich ist; und/oder eine Verteilerstruktur, mittels welcher eine fluidwirksame Verbindung zwischen dem Speicheranschluss einerseits und dem Speicherbereich innerhalb des einen oder der mehreren Aufnahmerohre andererseits hergestellt ist, wobei a) die Außenwandung und/oder b) das eine oder die mehreren Aufnahmerohre und/oder c) der Speicheranschluss und/oder d) die Verteilerstruktur gemeinsam einstückig und/oder gemeinsam in einem einzigen Verfahrensschritt, beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren oder in einem Strangpressverfahren, hergestellt sind.

Description

Speicherbehälter, Temperiervorrichtung, Verfahren zum Herstellen eines Speicherbehälters und Temperierverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speicherbehälter, welcher beispielsweise zur Speicherung von Wasserstoff Verwendung finden kann. Der
Speicherbehälter ist insbesondere in einer Temperiervorrichtung verwendbar, welche wiederum in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Fahrrad, zum Einsatz kommen kann .
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Brennstoffzellenkaltstart mit Metallhydriden ist beispielsweise aus der DE 103 17 123 B4 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Speicherbehälter bereitzustellen, welcher einfach herstellbar ist und eine optimierte innere Struktur aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Speicherbehälter gelöst, welcher Folgendes umfasst:
eine Außenwandung, welche einen Innenraum des Speicherbehälters umgibt; ein oder mehrere im Innenraum des Speicherbehälters angeordnete Aufnahmerohre zur Aufnahme eines Speichermaterials;
einen Speicheranschluss, mittels welchem ein Speicherbereich, welcher innerhalb des einen oder der mehreren Aufnahmerohre angeordnet ist, von außerhalb des Speicherbehälters zugänglich ist; und/oder
eine Verteilerstruktur, mittels welcher eine fluidwirksame Verbindung zwischen dem Speicheranschluss einerseits und dem Speicherbereich innerhalb des einen oder der mehreren Aufnahmerohre andererseits hergestellt ist, wobei a) die Außenwandung und/oder b) das eine oder die mehreren Aufnahmerohre und/oder c) der Speicheranschluss und/oder d) die Verteilerstruktur gemeinsam einstückig und/oder gemeinsam in einem einzigen Ver- fahrensschritt, beispielsweise in einem 3D- Druckverfahren oder in einem St rang pressverfahren, hergestellt sind.
Hierdurch kann der Speicher vorzugsweise eine optimierte innere Struktur aufweisen und zudem einfach hergestellt werden.
Unter einer einstückigen Ausgestaltung ist insbesondere eine Herstellung der genannten Komponenten derart zu verstehen, dass keine Fügestellen,
Schweißnähte, etc. an Übergangsbereichen zwischen diesen Komponenten vorgesehen sind . Insbesondere durch Tomographie, Ultraschall, metallurgische Schliffe, etc. kann vorzugsweise kein Materialübergang oder Komponentenübergang festgestellt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Aufnahmerohre mittels eines oder mehrerer Stege aneinander und/oder an der Außenwandung festgelegt sind .
Insbesondere sind das eine oder die mehreren Aufnahmerohre mittels eines oder mehrerer Stege beabstandet voneinander und/oder beabstandet von der Außenwandung im Innenraum des Speicherbehälters angeordnet und/oder festgelegt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Aufnahmerohre, der eine oder die mehreren Stege und die Außenwandung gemeinsam einstückig und/oder gemeinsam in einem einzigen Verfahrensschritt, insbesondere im 3D-Druckverfahren oder im Strangpressverfahren, hergestellt werden.
Durch die Herstellung von einzelnen oder mehreren Bauteilen des Speicherbehälters als einstückige Bauteile und/oder in einem einzigen Verfahrensschritt kann vorzugsweise eine weitere Nachbearbeitung vermieden oder zumindest der diesbezügliche Aufwand reduziert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass technisch und/oder geometrisch aufwendige Bauteile des Speicherbehälters einstückig, beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren, hergestellt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verteilerstruktur für sich genommen oder gemeinsam mit weiteren Komponenten/Bauteilen des
Speicherbehälters in einem 3D-Druckverfahren hergestellt wird .
Vorzugsweise können durch die gewählte Herstellungsart Schweißnähte vermieden oder zumindest deren Anzahl reduziert werden. Hierdurch ergibt sich vorzugsweise eine geringere Fehleranfälligkeit sowie ein geringerer Herstellungspreis.
Vorzugsweise können geometrisch kleine Abmessungen, enge Strukturen, etc. realisiert werden.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Komponenten/Bauteile des Speicherbehälters durch andere Verfahren, beispielsweise Spritzgießen, Gießen in Formen, etc., hergestellt werden.
Die Verteilerstruktur ist insbesondere eine Verteilerspinne, welche eine mehrfache Strömungsverzweigung aufweist, um insbesondere über den Speicher- anschluss zugeführtes Medium auf die Aufnahmerohre verteilen zu können.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verteilerstruktur eine Strömungsverzweigung ausgehend von einem Speicheranschluss hin zu mehreren Verbindungskanälen umfasst.
Die Verteilerstruktur ist vorzugsweise in einem von zwei Endbereichen der Aufnahmerohre angeordnet und/oder ausgebildet.
An einem der Verteilerstruktur abgewandten Endbereich der Aufnahmerohre sind diese vorzugsweise nach dem Füllen derselben mit Speichermaterial ver- schlössen, insbesondere mittels Verschlusselementen, Verschlusskappen oder ähnlichem.
Der eine oder die mehreren Stege bilden vorzugsweise eine Wärmeleitstruktur und/oder eine Stützstruktur des Speicherbehälters.
Es kann vorgesehen sein, dass der Speicherbehälter, insbesondere die Außenwandung, das eine oder die mehreren Aufnahmerohre und/oder ein oder mehrere Stege ein Metallmaterial, insbesondere ein Aluminiummaterial, umfassen oder hieraus gebildet sind .
Das Aluminiummaterial ist insbesondere eine Aluminiumlegierung, beispielsweise AISilOMg.
Die Außenwandung weist vorzugsweise eine Wandstärke von mindestens ungefähr 0,8 mm, beispielsweise mindestens ungefähr 1 mm, vorzugsweise ungefähr 1,5 mm, auf.
Günstig kann es ferner sein, wenn die Material stärke der Außenwandung höchstens ungefähr 3 mm, insbesondere höchstens ungefähr 2 mm, beispielsweise ungefähr 1,5 mm beträgt.
Das eine oder die mehreren Aufnahmerohre weisen vorzugsweise eine
Material stärke auf, welche mindestens ungefähr 0,8 mm, vorzugsweise mindestens ungefähr 1 mm, und/oder höchstens ungefähr 3 mm, beispielsweise höchstens ungefähr 2 mm, beträgt. Vorzugsweise beträgt die Materialstärke des einen oder der mehreren Aufnahmerohre ungefähr 1,5 mm.
Unter dem Begriff "ungefähr" sowie unter der Formulierung "zumindest näherungsweise" ist insbesondere eine Abweichung von höchstens 20 %, beispielsweise höchstens 10 %, des jeweils angegebenen Werts zu verstehen. Eine Material stärke der Stege beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 0,5 mm und/oder höchstens ungefähr 2 mm, beispielsweise ungefähr 1 mm. Vorzugsweise ist die Material stärke der Stege geringer als die Materialstärke der Außenwandung und/oder des einen oder der mehreren Aufnahmerohre.
Der eine oder die mehreren Stege bilden insbesondere Rippen und/oder Strömungsführungselemente in dem Innenraum des Speicherbehälters, insbesondere einem das eine oder die mehreren Aufnahmerohre umgebenden Umströmbereich.
Günstig kann es sein, wenn der Speicherbehälter sieben Aufnahmerohre umfasst, welche insbesondere identische Durchmesser aufweisen.
Zu beiden Seiten bezüglich einer Längsachse des Speicherbehälters sind vorzugsweise Endkappen angeordnet und/oder ausgebildet.
Die Endkappen weisen beispielsweise einen konischen Endabschnitt und/oder einen Anschlussabschnitt zur Zuführung und/oder Abführung von zu speicherndem Medium und/oder Wärmeträgermedium auf.
Die Außenwandung und/oder das eine oder die mehreren Aufnahmerohre sind vorzugsweise hohlzylindrisch, insbesondere hohlkreiszylindrisch, ausgebildet.
Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Aufnahmerohre mit einem Hydridspeichermaterial, insbesondere in Pelletform, gefüllt sind .
Vorzugsweise weist das Speichermaterial, insbesondere das Hydridspeichermaterial, einen Graphitanteil auf, mittels welchem insbesondere eine Wärmeübertragung optimiert werden kann.
Die Aufnahmerohre zur Aufnahme des Speichermaterials sind vorzugsweise so dimensioniert, dass beispielsweise 300 g Speichermaterial, insbesondere Hydridspeichermaterial, aufnehmbar sind . Eine Gesamtmasse des Speicherbehälters ohne Füllung beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 200 g, beispielsweise mindestens ungefähr 300 g, insbesondere ungefähr 350 g . Ferner kann vorgesehen sein, dass die Gesamtmasse höchstens ungefähr 500 g, beispielsweise höchstens ungefähr 400 g, beträgt.
Der Speicherbehälter ist insbesondere ein Wasserstoffspeicherbehälter.
Das Speichermaterial ist vorzugsweise Natriumborhydrid, insbesondere eine metastabile Natriumborhydridlösung .
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Speichermaterial Magnesiumhydrid ist. Insbesondere ist das Magnesiumhydrid ein pastöses Speichermaterial .
Ferner kann vorgesehen sein, dass als Speichermaterial Metallhydrid, insbesondere auf La-Ni-Basis, verwendet wird.
Zudem können als Speichermaterial Titan-Eisen-Verbindungen vorgesehen sein.
Ein das eine oder die mehreren Aufnahmerohre umgebender Teil des Innenraums des Speicherbehälters einerseits und ein oder mehrere Innenräume des einen oder der mehreren Aufnahmerohre sind vorzugsweise fluidwirksam voneinander getrennt.
Insbesondere umfasst der Speicherbehälter separate Zugangsstutzen und/oder Anschlussstutzen oder sonstige Anschlusselemente zur separaten Zuführung und/oder Abführung von Medien zu dem das eine oder die mehreren Aufnahmerohre umgebenden Teil des Innenraums einerseits sowie zu dem Innenraum des einen oder der mehreren Aufnahmerohre andererseits.
Der Speicherbehälter, insbesondere der das eine oder die mehreren Aufnahmerohre umgebende Teil des Innenraums des Speicherbehälters, ist vor- zugsweise mit einem Wärmeträgermedium durchströmbar. Ein Eingang und ein Ausgang zum Zuführen bzw. Abführen des Wärmeträgermediums sind vorzugsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten, insbesondere Enden, des Speicherbehälters angeordnet.
Ein zu speicherndes Medium ist insbesondere über einen einzigen Zugang in den Innenraum des einen oder der mehreren Aufnahmerohre einleitbar oder aus demselben entnehmbar.
Ein Innenraum des einen oder der mehreren Aufnahmerohre bildet insbesondere einen Speicherbereich des Speicherbehälters.
Ein das eine oder die mehreren Aufnahmerohre umgebender Teil des Innenraums bildet insbesondere einen Umströmbereich.
Vorzugsweise ist der Umströmbereich mit einem beispielsweise als Wasser oder als Glykol oder als Wasser-Glykol-Mischung ausgebildeten Wärmeträgermedium durchströmbar.
Der erfindungsgemäße Speicherbehälter eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Temperiervorrichtung zum Temperieren von Gegenständen, insbesondere Komponenten eines Fahrzeugs.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch eine Temperiervorrichtung, welche vorzugsweise einen oder mehrere der vorstehend beschriebenen Speicherbehälter umfasst.
Die Temperiervorrichtung umfasst ferner vorzugsweise Folgendes: einen Kreislauf für ein Wärmeträgermedium;
einen in den Kreislauf eingebundenen zu temperierenden Gegenstand oder eine Schnittstelle zur Einbindung eines zu temperierenden Gegenstands in den Kreislauf; mindestens einen Speicherbehälter, insbesondere mindestens einen erfindungsgemäßen Speicherbehälter, wobei dem Speicherbehälter unabhängig voneinander zwei Medienströme zuführbar sind, wobei dem Speicherbehälter einerseits das Wärmeträgermedium zuführbar ist und wobei dem Speicherbehälter andererseits ein von dem Wärmeträgermedium verschiedenes zu speicherndes Medium zuführbar ist;
eine Pumpe und ein oder mehrere Ventilvorrichtungen, mittels welchen das Wärmeträgermedium wahlweise und/oder nacheinander einem Wärmeübertrager, dem Speicherbehälter und/oder dem zu temperierenden Gegenstand zuführbar ist.
Optional ist vorzugsweise ein in den Kreislauf eingebundener Wärmeübertrager zum Abgeben oder Aufnehmen von Wärme mittels des Wärmeträgermediums vorgesehen
Der Kreislauf für das Wärmeträgermedium umfasst insbesondere eine oder mehrere Leitungen, welche insbesondere den Wärmeübertrager, den
Speicherbehälter und/oder den zu temperierenden Gegenstand miteinander verbinden. Vorzugsweise ist der Kreislauf fluiddicht ausgebildet, um Wärmeträgermedium geschlossen und ohne Kontakt nach außen führen zu können.
Der Kreislauf kann beispielsweise einen Ausgleichsbehälter umfassen, insbesondere um temperaturbedingte Ausdehnungen des Wärmeträgermediums im Kreislauf zu kompensieren.
Der Wärmeübertrager ist insbesondere ein Luft-Flüssigkeit-Wärmeübertrager. Insbesondere können mehrere Luft-Flüssigkeit-Wärmeübertragereinheiten, beispielsweise sogenannte Kühler, zur Bereitstellung des Wärmeübertragers vorgesehen sein.
Günstig kann es sein, wenn ein oder mehrere Ventilatoren (Lüfter) vorgesehen sind, um Umgebungsluft durch den Wärmeübertrager hindurchzuführen und somit Wärme aus der Umgebungsluft auf das Wärmeträgermedium oder umgekehrt effizient übertragen zu können.
Ein zu temperierender Gegenstand ist insbesondere eine Brennstoffzellenvorrichtung, eine Batterievorrichtung, eine Leistungselektronikvorrichtung, beispielsweise ein DC/DC-Wandler, eine Steuervorrichtung und/oder sonstige temperaturkritische Komponenten .
Selbstverständlich können auch mehrere zu temperierende Gegenstände in den Kreislauf eingebunden sein.
Durch geeignete Ansteuerung mittels der Pumpe und/oder der Ventilvorrichtungen können die zu temperierenden Gegenstände dann insbesondere einzeln oder gleichzeitig und/oder unabhängig voneinander temperiert werden, insbesondere dadurch, dass die zu temperierenden Gegenstände mit dem Wärmeträgermedium durchströmt werden .
Die Pumpe ist insbesondere eine Flüssigkeitspumpe zum Antreiben des insbesondere als Flüssigkeit ausgebildeten Wärmeträgermediums.
Insbesondere ist die Pumpe eine herkömmliche Wasserpumpe.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Temperiervorrichtung eine Steuervorrichtung umfasst, mittels welcher die Pumpe und/oder die eine oder die mehreren Ventilvorrichtungen in einen Heizbetrieb versetzbar sind, in welchem a) dem Speicherbehälter das zu speichernde Medium und Wärmeträgermedium zugeführt wird und b) das Wärmeträgermedium anschließend dem zu temperierenden Gegenstand zugeführt wird .
Durch das Zuführen des zu speichernden Mediums zu dem Speicherbehälter ergibt sich insbesondere eine exotherme Reaktion in dem einen oder den mehreren Aufnahmerohren. Die hierbei freiwerdende Wärme wird insbesondere auf das durch den Speicherbehälter hindurchgeführte Wärmeträger- medium übertragen und schließlich zum Temperieren des zu temperierenden Gegenstands genutzt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Temperiervorrichtung eine Steuervorrichtung umfasst, mittels welcher die Pumpe und/oder die eine oder die mehreren Ventilvorrichtungen in einen Kühlbetrieb versetzbar sind, in welchem a) dem Speicherbehälter Wärmeträgermedium zugeführt wird, b) das zu speichernde Medium aus dem Speicherbehälter entnommen wird und c) das Wärmeträgermedium anschließend dem zu temperierenden Gegenstand und/oder dem Wärmeübertrager zugeführt wird .
Durch die Entnahme des zu speichernden Mediums aus dem Speicherbehälter ergibt sich insbesondere eine endotherme Reaktion, so dass durch den
Speicherbehälter hindurchgeführtes Wärmeträgermedium gekühlt wird. Dieses gekühlte Wärmeträgermedium kann schließlich zum Temperieren des Gegenstands genutzt werden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels des Wärmeübertagers Wärme aus der Umgebung auf das Wärmeträgermedium übertragen und zum Entladen der Speichervorrichtung dem Speicherbehälter zugeführt wird .
Ferner kann beispielsweise zusätzlich zur Nutzung des Speicherbehälters oder unter Umgehung des Speicherbehälters vorgesehen sein, dass mittels des Wärmeträgermediums Wärme aus dem zu temperierenden Gegenstand aufgenommen und mittels des Wärmeübertragers an die Umgebung abgegeben wird .
Die Temperiervorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Fahrrad .
Das Fahrrad ist insbesondere ein elektrisch betriebenes oder elektrisch unterstütztes Zweirad, Dreirad oder Vierrad . Beispielsweise ein zweirädriges oder dreirädriges oder vierrädriges Lastenfahrrad . Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug Folgendes:
eine Brennstoffzellenvorrichtung;
ein Reservoir zur Speicherung von Brennstoff für die Brennstoffzellenvorrichtung;
eine Temperiervorrichtung, insbesondere eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung, zum Temperieren der Brennstoffzellenvorrichtung und/oder eine Batterievorrichtung und/oder einer Leistungselektronikvorrichtung und/oder einer Steuervorrichtung .
Die Temperiervorrichtung ist ferner vorzugsweise auch für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, etc. verwendbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Speicherbehälters.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem ein Speicherbehälter mit optimierter innerer Struktur einfach herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei dem Verfahren zum Herstellen eines Speicherbehälters Folgendes vorgesehen ist:
Herstellen a) einer Außenwandung und/oder b) eines oder mehrerer Aufnahmerohre und/oder c) eines Speicheranschlusses und/oder d) einer Verteilerstruktur als ein einstückiges Bauteil und/oder in einem einzigen Verfahrensschritt, beispielsweise in einem 3D- Druckverfahren oder in einem Strangpressverfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem Speicherbehälter, der Temperiervorrichtung und/oder dem Fahrzeug beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Günstig kann es sein, wenn die Außenwandung und das eine oder die mehreren Aufnahmerohre zusammen mit Stegen zur Verbindung und/oder Festlegung des einen oder der mehreren Aufnahmerohre an der Außenwandung hergestellt werden.
Die Außenwandung und das eine oder die mehreren Aufnahmerohr werden vorzugsweise aus einem metallischen Material, insbesondere aus einem
Aluminiummaterial, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt.
Zur Herstellung des Speicherbehälters können insbesondere einzelne oder mehrere oder sämtliche der nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte durchgeführt werden : a) Herstellung einer Außenwandung
b) Herstellung von Aufnahmerohren
c) Herstellung von Stegen
d) Herstellung einer Verteilerstruktur
e) Herstellung eines Speicheranschlusses
f) Herstellung einer ersten Endkappe
g) Herstellung einer zweiten Endkappe
h) Herstellung von Verschlusselementen
i) Verbinden von mehreren, insbesondere sämtlichen, der vorstehend
genannten Bauteile/Komponenten a) bis f) des Speicherbehälters j) Befüllen der Aufnahmerohre mit Speichermaterial
k) Anordnen der Verschlusselemente zum einseitigen Verschließen der Aufnahmerohre
I) Anordnen einer oder mehrerer Endkappen, insbesondere durch Festschweißen oder Verkleben.
Günstig kann es sein, wenn die Verfahrensschritte a) bis f) gemeinsam als ein einziger Verfahrensschritt durchgeführt werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest die Verfahrensschritte a) bis e) als ein gemeinsamer Verfahrensschritt durchgeführt werden. Der Verfahrensschritt zur Herstellung mehrerer Bauteile/Komponenten des Speicherbehälters ist insbesondere ein 3D- Druckverfahren oder Strangpressverfahren.
Insbesondere dann, wenn nur einzelne der Komponenten/Bauteile a) bis h) gemeinsam in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden, wird vorzugsweise in einem nachfolgenden Verfahrensschritt eine Verbindung mit den übrigen Bauteilen/Komponenten hergestellt, insbesondere eine Schweißverbindung oder Klebeverbindung .
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Temperierverfahren zum
Temperieren eines zu temperierenden Gegenstands.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Temperierverfahren bereitzustellen, welches eine einfache und effiziente Temperierung von Gegenständen ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Temperierverfahren gelöst, welches Folgendes umfasst:
Erhitzen eines Wärmeträgermediums durch Hindurchführen desselben durch einen Speicherbehälter, in welchen zeitgleich ein weiteres Medium zur
Speicherung desselben eingeleitet wird; oder
Abkühlen eines Wärmeträgermediums durch Hindurchführen desselben durch einen Speicherbehälter, aus welchem zeitgleich ein darin gespeichertes
Medium entnommen wird;
Zuführen des Wärmeträgermediums zu einem zu temperierenden Gegenstand .
Innerhalb des Speicherbehälters ist hierzu insbesondere ein Speichermaterial angeordnet, welches zusammen mit dem weiteren Medium exotherm reagiert und/oder welches bei Entnahme eines darin gespeicherten Mediums
endotherm reagiert.
Das Speichermaterial ist insbesondere ein Hydridspeichermaterial . Der Speicherbehälter wird vorzugsweise so betrieben, dass ein Entladedruck größer ist als oder mindestens so groß ist wie ein Versorgungsdruck der Brennstoffzellenvorrichtung. Das gespeicherte Medium, insbesondere der Wasserstoff, kann dadurch vorzugsweise vollständig in der Brennstoffzellenvorrichtung verwendet werden.
Zum Beladen des Speicherbehälters mit zu speicherndem Medium, insbesondere Wasserstoff, wird vorzugsweise ein Druck von mindestens ungefähr 0,5 bar, beispielsweise ungefähr 1 bar, über dem Brennstoffzellenversorgungsdruck gewählt. Vorzugsweise beträgt der Druck zum Beladen des Speicherbehälters mit dem zu speichernden Medium weniger als ungefähr 5 bar, beispielsweise weniger als ungefähr 3 bar. Die Temperiervorrichtung ist hierdurch vorzugsweise mit sämtlichen bekannten Wasserstoffspeicher- materialen als Speichermaterial betreibbar.
Das Wärmeträgermedium kann gasförmig oder flüssig sein.
Ein oder mehrere Bauteile der Temperiervorrichtung, insbesondere der Speicherbehälter, ist vorzugsweise räumlich getrennt oder räumlich trennbar von dem zu temperierenden Gegenstand .
Insbesondere kann hierdurch eine einfache Demontage zur Gewichtsersparnis realisiert werden, wenn beispielsweise im Sommer die Temperiervorrichtung zum zügigen Aufheizen der Brennstoffzellenvorrichtung nicht benötigt wird .
Grundsätzlich eignet sich der Speicherbehälter und/oder die Temperiervorrichtung für sämtliche Wasserstoffverbraucher, insbesondere stationäre und mobile Anwendungen.
Beispielsweise kann die Anwendung in Kleinfahrzeugen, Elektrofahrrädern, Elektrolastenfahrrädern, Land-, Luft-, Wasser- und Raumfahrzeugen vorgesehen sein. Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen. n zeigen : eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Brennstoffzellenvorrichtung; eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Speicherbehälters der Temperiervorrichtung aus Fig. 1; eine schematische Draufsicht auf den Speicherbehälter aus Fig. 2 mit Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 3 in Fig. 2; eine schematische perspektivische Darstellung von Aufnahme röhren, einer Verteilerstruktur und einem Speicheranschluss des Speicherbehälters aus Fig. 2; einen schematischen Längsschnitt durch die Aufnahmerohre, die Verteilerstruktur und den Speicheranschluss aus Fig. 4; eine schematische Draufsicht auf eine Stirnseite des Speicheranschlusses und der Verteilerstruktur aus Fig. 4;
Fig. 7 ein Flussdiagramm zur Illustration eines ersten Verfahrens zur
Herstellung eines Speicherbehälters; und
Fig. 8 ein Flussdiagramm zur Illustration eines zweiten Verfahrens zur
Herstellung eines Speicherbehälters. Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Temperiervorrichtung kommt beispielsweise in einem Fahrzeug 102 zum Einsatz. Insbesondere kann das Fahrzeug 102 ein Fahrrad 104 sein, welches elektrisch angetrieben ist.
Das Fahrzeug 102 umfasst beispielsweise eine Brennstoffzellenvorrichtung 106, mittels welcher elektrische Energie zum Antreiben eines (nicht dargestellten) Elektromotors bereitstellbar ist.
Ferner umfasst das Fahrzeug 102 beispielsweise ein Reservoir 108 für einen Brennstoff zur Versorgung der Brennstoffzellenvorrichtung 106. Das Reservoir 108 ist insbesondere ein Wasserstofftank 110.
Über eine Luftzuführung 112 ist der Brennstoffzellenvorrichtung 106 Oxidator zum Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 106 zuführbar.
Über eine Brennstoffzuführung 114 ist der Brennstoff aus dem Reservoir 108 zu der Brennstoffzellenvorrichtung 106 zuführbar.
Die Temperiervorrichtung 100 kann beispielsweise ausschließlich zur Temperierung vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Temperiervorrichtung 100 eine oder mehrere weitere Komponenten, insbesondere die Brennstoffzellenvorrichtung 106, umfasst. Die Temperiervorrichtung 100 ist dann beispielsweise ein Energiewandler.
Vorzugsweise umfasst die Temperiervorrichtung 100 und/oder das Fahrzeug 102 einen Betankungsanschluss 116, über welchen das Reservoir 108 mit Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, befüllt werden kann. Das Reservoir 108 ist vorzugsweise lösbar mit einer Brennstoffleitung 118 der Brennstoffzuführung 114 gekoppelt. Das Reservoir 108 ist hierdurch insbesondere austauschbar, beispielsweise um ein leeres Reservoir 108 gegen ein volles Reservoir 108 auszutauschen .
Der Brennstoffzellenvorrichtung 106 ist schließlich noch eine Abluftabführung 120 zugeordnet, um in der Brennstoffzellenvorrichtung 106 erzeugtes Abgas abführen zu können .
Die Temperiervorrichtung 100 dient insbesondere dazu, die im Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 106 erforderlichen Temperaturgrenzen einzuhalten.
Mittels der Temperiervorrichtung 100 ist die Brennstoffzellenvorrichtung 106 hierzu vorzugsweise wahlweise heizbar oder kühlbar.
Die Brennstoffzellenvorrichtung 106 ist insbesondere in einen Kreislauf 122 eines Wärmeträgermediums eingebunden.
Mittels des Kreislaufs 122 ist insbesondere das Wärmeträgermedium durch die Brennstoffzellenvorrichtung 106 und weiteren Komponenten der Temperiervorrichtung 100 zuführbar.
Zum Antreiben des Wärmeträgermediums ist hierbei insbesondere eine Pumpe 124 vorgesehen.
Die Temperiervorrichtung 100 umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Wärmeübertrager 126, welche insbesondere mit jeweils einem oder mehreren Lüftern 128 versehen sind . Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass der Temperiervorrichtung 100 ein oder mehrere Wärmeübertrager 126 mit jeweils einem oder mehreren Lüftern 128 zugeordnet sind . Ein Wärmeübertrager 126 ist insbesondere ein Luft-Flüssigkeits-Wärmeübertrager, um Wärme aus der Umgebung der Temperiervorrichtung 100 an das Wärmeträgermedium oder aber von dem Wärmeträgermedium an die Umgebung der Temperiervorrichtung 100 abgeben zu können.
Die Temperiervorrichtung 100 umfasst ferner einen Speicherbehälter 130, durch welchen das Wärmeträgermedium durchführbar ist.
Ferner ist der Speicherbehälter 130 zur Aufnahme von Brennstoff geeignet.
Der Speicherbehälter 130 umfasst hierzu vorzugsweise eine Innenstruktur 132, welche einen Innenraum 134 des Speicherbehälters 130 in einen Speicherbereich 136 einerseits und einen Umströmbereich 138 andererseits unterteilt.
Der Umströmbereich 138 ist insbesondere der mit dem Wärmeträgermedium durchströmbare Teil des Innenraums 134.
Der Speicherbereich 136 ist insbesondere ein Bereich, welchem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, zuführbar ist, um den Brennstoff in dem Speicherbehälter 130 zu speichern oder mittels des Speicherbehälters 130 Brennstoff bereitstellen zu können.
Der Speicherbereich 136 ist insbesondere mit einem Speichermaterial, beispielsweise einem Hydridspeichermaterial, insbesondere Metallhydrid oder komplexes Hydrid, gefüllt.
Beispielsweise ist Speichermaterial in Pelletform vorgesehen.
Zur optimierten Wärmeübertragung kann vorgesehen sein, dass das
Speichermaterial Graphit umfasst. Der Speicherbehälter 130 umfasst vorzugsweise einen Speicheranschluss 140, über welchen dem Speicherbereich 136 Brennstoff zuführbar ist. Ferner ist durch den Speicheranschluss 140 auch Brennstoff aus dem Speicherbereich 136 abführbar.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwei separate Speicheranschlüsse 140 zum Zuführen bzw. Abführen des Brennstoffs zu bzw. aus dem Speicherbereich 136 vorgesehen sind .
Der Speicherbehälter 130 umfasst ferner zwei Temperieranschlüsse 142, durch welche der Umströmbereich 138 im Innenraum 134 des Speicherbehälters 130 zugänglich ist. Über die Temperieranschlüsse 142 ist insbesondere das
Wärmeträgermedium in den Speicherbehälter 130 einleitbar und aus demselben abführbar.
Die Temperieranschlüsse 142 sind dabei vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Enden 144 des Speicherbehälters 130 angeordnet, um ein einfaches Durchströmen des Speicherbehälters 130 mit dem Wärmeträgermedium zu ermöglichen .
Für den Kreislauf 122 ist ferner noch ein Ausgleichsbehälter 146 vorgesehen. Dieser ermöglicht insbesondere einen Ausgleich für temperaturbedingte Volumenschwankungen des Wärmeträgermediums.
Ein oder mehrere Ventilvorrichtung 148 dienen zur gezielten Steuerung und/oder Regelung des Kreislaufs 122.
Insbesondere kann hierbei ein im Bereich des Wärmeübertragers 126 vorgesehenes Kühlerventil 150 vorgesehen sein, um die Durchströmung des
Wärmeübertragers 126 mit Wärmeträgermedium gezielt zu beeinflussen, insbesondere freizugeben oder zu sperren. Ein im Bereich des Speicherbehälters 130 angeordnetes Temperierventil 152 dient vorzugsweise der wahlweisen Freigabe oder des Sperrens des Durchflusses des Speicherbehälters 130.
Optional können noch weitere solche Ventilvorrichtungen 148 vorgesehen sein.
Ein oder mehrere Temperatursensoren 154 dienen zur gezielten Regelung des Kreislaufs 122.
Mittels einer Steuervorrichtung 156 sind insbesondere die Pumpe 124 und/oder die Ventilvorrichtungen 148 zur Durchführung eines gewünschten Temperiervorgangs gezielt steuerbar und/oder regelbar.
In Fig . 1 gestrichelt dargestellt ist mit dem Bezugszeichen 158 eine optionale Zusatzkomponente, welcher alternativ oder ergänzend zu der Brennstoffzellenvorrichtung 106 mittels der Temperiervorrichtung 100 temperierbar ist.
Es können auch mehrere solcher Zusatzkomponenten 158 vorgesehen sein.
Als Zusatzkomponente 158 kann beispielsweise eine Batterievorrichtung, insbesondere eine Akkumulatorvorrichtung, oder eine Leistungselektronik vorgesehen sein.
Wie aus Fig . 1 ferner hervorgeht, ist die Temperiervorrichtung 100 vorzugsweise modular ausgebildet. Als Modul 160 sind dabei insbesondere diejenigen Komponenten miteinander kombiniert, welche für unterschiedliche Lastanforderungen in mehrfacher Ausführung miteinander kombiniert werden können.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass einzelne Komponenten der Temperiervorrichtung, insbesondere der Speicherbehälter 130, jahreszeitabhängig und somit zur Anpassung an unterschiedliche Temperieranforderungen entfernt oder in mehrfacher Stückzahl ergänzt werden kann. Aus dem Reservoir 108 sind einerseits die Brennstoffzellenvorrichtung 106 und andererseits der Speicherbehälter 130 mit Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, versorg bar.
Hierfür sind vorzugsweise ein oder mehrere Druckminderer 162 und/oder Versorgungsventile 164 in der Brennstoffzuführung 114, insbesondere der Brennstoffleitung 118, angeordnet.
Hierdurch kann vorzugsweise gewährleistet werden, dass der Brennstoffzellenvorrichtung 106 Brennstoff auf einem optimalen Druckniveau zugeführt wird .
Ferner kann hierdurch auch eine gezielte Beladung und Entladung des
Speicherbehälters 130 ermöglicht werden.
Die in Fig. 1 dargestellte Temperiervorrichtung 100 funktioniert wie folgt:
Im Speicherbereich 136 des Speicherbehälters 130 ist ein Speichermaterial, insbesondere Hydridspeichermaterial angeordnet.
Wenn nun über die Brennstoffzuführung 114 Wasserstoff aus dem Reservoir 108 in den Speicherbereich 136 eingeleitet wird, so ergibt sich vorzugsweise eine exotherme Reaktion, wodurch sich die Innenstruktur 132 des Speicherbehälters 130 erhitzt.
Diese entstehende Wärme wird auf das im Umströmbereich 138 strömende Wärmeträgermedium übertragen und steht dann im Kreislauf 122 zur Temperierung von Komponenten des Fahrzeugs 102 zur Verfügung .
Insbesondere kann das erwärmte Wärmeträgermedium über den Kreislauf 122 der Brennstoffzellenvorrichtung 106 zugeführt werden, um diese zur Inbetriebnahme derselben auf eine gewünschte Betriebstemperatur zu bringen. Der Speicherbehälter 130 wird vorzugsweise soweit mit Wasserstoff befüllt, dass ein späterer Entladevorgang des Speicherbehälters, bei welchem Wasserstoff freigesetzt wird, zum Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 106 genutzt werden kann.
Insbesondere ist bei diesem Betrieb ein Druckminderer entbehrlich, wodurch insbesondere eine Effizienz des Gesamtsystems optimiert werden kann.
Beim Entladen des Speicherbehälters 130, das heißt beim Entfernen von Wasserstoff aus dem Speichermaterial im Speicherbereich 136 ergibt sich eine endotherme Reaktion, wodurch die Innenstruktur 132 abgekühlt wird .
Das sich hierdurch ebenfalls abkühlende Wärmeträgermedium im Umströmbereich 138 kann beispielsweise zum Kühlen der Brennstoffzellenvorrichtung 106 genutzt werden. Alternativ hierzu kann im Falle von zu heißem Wärmeträgermedium oder auch im Falle von zu kaltem Wärmeträgermedium der Wärmeübertrager 126 durchströmt werden, um wahlweise und abhängig von der Umgebungstemperatur Wärme an die Umgebung abzugeben oder aus derselben aufzunehmen.
Durch die Verwendung des Speicherbehälters 130 als Bestandteil der Temperiervorrichtung 100 ergibt sich vorzugsweise ein besonders energieeffizienter Betrieb des Fahrzeugs 102.
Insbesondere kann der Speicherbehälter 130 unabhängig von der Ausgestaltung des Reservoirs 108 eine einfache und effiziente Temperierung ermöglichen.
In den Fig . 2 bis 6 ist eine optimierte Ausführungsform des Speicherbehälters 130 dargestellt. Hierbei ist vorgesehen, dass der Speicherbehälter 130 eine beispielsweise zylindrische Außenwandung 166 umfasst, welche insbesondere eine äußere Hülle 168 des Speicherbehälters 130 bildet.
Im Innenraum 134 des Speicherbehälters 130, welcher von der Außenwandung 166 umgeben ist, sind vorzugsweise mehrere Aufnahmerohre 170 angeordnet.
Die Aufnahmerohre 170 sind insbesondere im Wesentlichen kreiszylinder- förmig ausgebildet.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Verbindungskanäle 172 vorgesehen, mittels welchen die Aufnahmerohre 170 fluidwirksam miteinander verbunden sind.
Hierdurch kann insbesondere eine Verteilung des im Speicherbehälter 130 zu speichernden Brennstoffs, insbesondere Wasserstoffs, auf die Aufnahmerohre 170 gewährleistet werden.
Ein Innenraum der Aufnahmerohre 170 bildet gemeinsam den Speicherbereich 136.
Der außerhalb der Aufnahmerohre 170 liegende Teil des Innenraums 134 bildet vorzugsweise den Umströmbereich 138.
Wie insbesondere Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die Aufnahmerohre 170 und die Außenwandung 166 mittels mehrerer Stege 174 miteinander verbunden.
Die Stege 174 bilden dabei insbesondere eine Wärmeleitstruktur 176 und/oder eine Fluidleitstruktur 178.
Mittels der Stege 174 sind die Aufnahmerohre 170 vorzugsweise beabstandet von der Außenwandung 166 gehalten. Dies ermöglich insbesondere eine thermische Isolierung der Aufnahmerohre 170 von der Außenwandung 166 dadurch, dass ein sich hierdurch bildender Umströmbereich 138 von Wärmeträgermedium durchströmbar ist und hierdurch im Aufnahmerohr 170 entstehende Wärme zuverlässig abführt und somit von der Außenwandung 166 fernhält.
Der gesamte Speicherbehälter 130 oder zumindest die Außenwandung 166, die Aufnahmerohre 170 und die Stege 174, sind vorzugsweise in einem SD- Druckverfahren aus einem metallischen Material, insbesondere eine Aluminiumlegierung, hergestellt.
Zum Befüllen der Aufnahmerohre 170 mit Speichermaterial ist der Speicherbehälter 130 vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil die Außenwandung 166, die Aufnahmerohre 170 und die Stege 174 bildet oder umfasst. Das weitere Teil ist vorzugsweise eine Endkappe 180, welche auf das zuerst genannte Teil aufsetzbar ist, um den Innenraum 134 des Speicherbehälters 130 abzuschließen .
Diese Endkappe 180 ist insbesondere an einem Ende 144 des Speicherbehälters 130 angeordnet und umfasst ebenso wie das weitere Ende 144 einen der Temperieranschlüsse 142.
Die Endkappe 180 kann dabei insbesondere aufgeschweißt oder aufgeklebt sein.
Die Endkappe 180 ist vorzugsweise fluiddicht ausgeführt.
Durch die mit Hinblick auf die Fig. 2 bis 6 beschriebene Ausgestaltung des Speicherbehälters 130 ergibt sich vorzugsweise eine einfache und kostengünstige sowie leichte, kompakte und energieeffiziente Ausgestaltung des Speicherbehälters 130. Wie insbesondere den Fig . 4 bis 6 zu entnehmen ist, ist eine innere Struktur des Speicherbehälters 130 vergleichsweise komplex aufgebaut.
Insbesondere sind die Verbindungskanäle 172 sowie der Speicheranschluss 140 Bestandteil einer Verteilerstruktur 182.
Die gesamte Verteilerstruktur 182 ist vorzugsweise einstückig mit den Aufnahmerohren 170 sowie den die Aufnahmerohre 170 verbindenden Stegen 174 und der Außenwandung 166 ausgebildet.
Die Aufnahmerohre 170 sind dabei an einem Ende 144 von der Verteilerstruktur 182 begrenzt.
An dem gegenüberliegenden Ende 144 sind die Aufnahmerohre 170 vorzugsweise mittels Verschlusselementen 184 verschlossen.
Die Verschlusselemente 184 sind insbesondere nachträglich in die Aufnahmerohre 170 eingebracht oder daran festgelegt, vorzugsweise nachdem die Aufnahmerohre 170 mit Speichermaterial gefüllt wurden.
Wie insbesondere Fig . 7 zu entnehmen ist, kann der Speicherbehälter 130 beispielsweise wie folgt hergestellt werden : a) Herstellung einer Außenwandung 166
b) Herstellung von Aufnahmerohren 170
c) Herstellung von Stegen 174
d) Herstellung einer Verteilerstruktur 182
e) Herstellung eines Speicheranschlusses 140
f) Herstellung einer ersten Endkappe 180
g) Herstellung einer zweiten Endkappe 180
h) Herstellung von Verschlusselementen 184
i) Verbinden von mehreren, insbesondere sämtlichen, der vorstehend
genannten Bauteile/Komponenten a) bis f) des Speicherbehälters 130 j) Befüllen der Aufnahmerohre 170 mit Speichermaterial
k) Anordnen der Verschlusselemente 184 zum einseitigen Verschließen der
Aufnahmerohre 170
I) Anordnen einer oder mehrerer Endkappen 180, insbesondere durch
Festschweißen oder Verkleben.
Für die Verfahrensschritte a) bis h) sind insbesondere ein oder mehrere Strangpressverfahren oder 3D-Druckverfahren oder Gussverfahren oder Pressverfahren vorgesehen.
Wie insbesondere Fig . 8 zu entnehmen ist, sind vorzugsweise mehrere, insbesondere sämtliche der Verfahrensschritte a) bis f) durch einen einzigen gemeinsamen Verfahrensschritt durchführbar.
Somit erübrigt oder vereinfacht sich der gemäß Fig. 7 separate Verbindungsschritt i), da die meisten Komponenten/Bauteile des Speicherbehälters 130 aufgrund des gewählten Herstellungsverfahrens bereits einstückig miteinander ausgebildet sind.
Es müssen dann vorzugsweise lediglich noch folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden :
j) Befüllen der Aufnahmerohre 170 mit Speichermaterial
k) Anordnen der Verschlusselemente 184 zum einseitigen Verschließen der
Aufnahmerohre 170
I) Anordnen der weiteren Endkappe 180 zum Verschließen des Innenraums 134 des Speicherbehälters 130.
Durch die gewählten Schritte zur Herstellung des Speicherbehälters 130 kann der Speicherbehälter 130 insbesondere besonders kompakt, leicht und mit filigraner innerer Struktur hergestellt werden. Bezugszeichenliste
100 Temperiervorrichtung
102 Fahrzeug
104 Fahrrad
106 Brennstoffzellenvorrichtung
108 Reservoir
110 Wasserstofftank
112 Luftzuführung
114 Brennstoffzuführung
116 Betankungsanschluss
118 Brennstoffleitung
120 Abluftabführung
122 Kreislauf
124 Pumpe
126 Wärmeübertrager
128 Lüfter
130 Speicherbehälter
132 Innenstruktur
134 Innenraum
136 Speicherbereich
138 Umströmbereich
140 Speicheranschluss
142 Temperieranschluss
144 Ende
146 Ausgleichsbehälter
148 Ventilvorrichtung
150 Kühlerventil
152 Temperierventil
154 Temperatursensoren
156 Steuervorrichtung
158 Zusatzkomponente
160 Modul 162 Druckminderer
164 Versorgungsventil
166 Außenwandung
168 äußere Hülle
170 Aufnahmerohr
172 Verbindungskanal
174 Steg
176 Wärmeleitstruktur
178 Fluidleitstruktur
180 Endkappe
182 Verteilerstruktur
184 Verschlusselement

Claims

Patentansprüche
1. Speicherbehälter (130), umfassend :
eine Außenwandung (166), welche einen Innenraum (134) des Speicherbehälters (130) umgibt;
ein oder mehrere im Innenraum (134) des Speicherbehälters (130) angeordnete Aufnahmerohre (170) zur Aufnahme eines Speichermaterials,
einen Speicheranschluss (140), mittels welchem ein Speicherbereich (136), welcher innerhalb des einen oder der mehreren Aufnahmerohre (170) angeordnet ist, von außerhalb des Speicherbehälters (130) zugänglich ist; und/oder
eine Verteilerstruktur (182), mittels welcher eine fluidwirksame Verbindung zwischen dem Speicheranschluss (140) einerseits und dem Speicherbereich (136) innerhalb des einen oder der mehreren Aufnahmerohre (170) andererseits hergestellt ist,
wobei a) die Außenwandung (166) und/oder b) das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) und/oder c) der Speicheranschluss (140) und/oder d) die Verteilerstruktur (182) gemeinsam einstückig und/oder gemeinsam in einem einzigen Verfahrensschritt, beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren oder in einem Strangpressverfahren, hergestellt sind .
2. Speicherbehälter (130) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) mittels eines oder mehrerer Stege (174) aneinander und/oder an der Außenwandung (166) festgelegt sind.
3. Speicherbehälter (130) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Stege (174) eine Wärmeleitstruktur (176) und/oder eine Stützstruktur des Speicherbehälters (130) bilden.
Speicherbehälter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (130), insbesondere die Außenwandung (166), das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) und/oder ein oder die mehrere Stege (174) ein Metallmaterial, insbesondere ein Aluminiummaterial, umfassen oder hieraus gebildet sind .
Speicherbehälter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung (166) und/oder das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) hohlzylindrisch, insbesondere hohl- kreiszylindrisch, ausgebildet sind .
Speicherbehälter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) mit einem Hydridspeichermaterial, insbesondere in Pelletform, gefüllt sind .
Speicherbehälter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) umgebender Teil des Innenraums (134) des Speicherbehälters (130) einerseits und ein oder mehrere Innenräume (134) des einen oder der mehreren Aufnahmerohre (170) andererseits fluidwirksam voneinander getrennt sind.
Temperiervorrichtung (100) zum Temperieren von Gegenständen, insbesondere Komponenten eines Fahrzeugs (102), wobei die Temperiervorrichtung (100) Folgendes umfasst:
einen Kreislauf (122) für ein Wärmeträgermedium;
einen in den Kreislauf (122) eingebundenen zu temperierenden Gegenstand oder eine Schnittstelle zur Einbindung eines zu temperierenden Gegenstands in den Kreislauf (122);
einen Speicherbehälter (130), insbesondere einen Speicherbehälter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei dem Speicher- behälter (130) unabhängig voneinander zwei Medienströme zuführbar sind, wobei dem Speicherbehälter (130) einerseits das Wärmeträgermedium zuführbar ist und wobei dem Speicherbehälter (130) andererseits ein von dem Wärmeträgermedium verschiedenes zu speicherndes Medium zuführbar ist;
eine Pumpe (124) und ein oder mehrere Ventilvorrichtungen (148), mittels welchen das Wärmeträgermedium wahlweise und/oder nacheinander einem Wärmeübertrager (126), dem Speicherbehälter (130) und/oder dem zu temperierenden Gegenstand zuführbar ist.
9. Temperiervorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiervorrichtung (100) eine Steuervorrichtung (156) umfasst, mittels welcher die Pumpe (124) und/oder die eine oder die mehreren Ventilvorrichtungen (148) in einen Heizbetrieb versetzbar sind, in welchem
a) dem Speicherbehälter (130) das zu speichernde Medium und
Wärmeträgermedium zugeführt wird und
b) das Wärmeträgermedium anschließend dem zu temperierenden Gegenstand zugeführt wird.
10. Temperiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiervorrichtung (100) eine Steuervorrichtung (156) umfasst, mittels welcher die Pumpe (124) und/oder die eine oder die mehreren Ventilvorrichtungen (148) in einen Kühlbetrieb versetzbar sind, in welchem
a) dem Speicherbehälter (130) Wärmeträgermedium zugeführt wird, b) das zu speichernde Medium aus dem Speicherbehälter (130) entnommen wird und
c) das Wärmeträgermedium anschließend dem zu temperierenden Gegenstand und/oder dem Wärmeübertrager (126) zugeführt wird.
11. Fahrzeug (102), insbesondere elektrisch betriebenes oder elektrisch unterstütztes zweirädriges, dreirädriges oder vierrädriges Fahrrad, umfassend :
eine Brennstoffzellenvorrichtung (106);
ein Reservoir (108) zur Speicherung von Brennstoff für die Brennstoffzellenvorrichtung (106);
eine Temperiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zum Temperieren der Brennstoffzellenvorrichtung (106).
12. Verfahren zum Herstellen eines Speicherbehälters (130), umfassend :
Herstellen a) einer Außenwandung (166) und/oder b) eines oder mehrerer Aufnahmerohre (170) und/oder c) eines Speicheranschlusses (140) und/oder d) einer Verteilerstruktur (182) als ein einstückiges Bauteil und/oder in einem einzigen Verfahrensschritt, beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren oder in einem Strangpressverfahren.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung (166) und das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) zusammen mit Stegen (174) zur Verbindung und/oder Festlegung des einen oder der mehreren Aufnahmerohre (170) an der Außenwandung (166) hergestellt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung (166) und das eine oder die mehreren Aufnahmerohre (170) aus einem metallischen Material, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, hergestellt werden.
15. Temperierverfahren, umfassend :
Erhitzen eines Wärmeträgermediums durch Hindurchführen desselben durch einen Speicherbehälter (130), in welchen zeitgleich ein weiteres Medium zur Speicherung desselben eingeleitet wird; oder Abkühlen eines Wärmeträgermediums durch Hindurchführen desselben durch einen Speicherbehälter (130), aus welchem zeitgleich ein darin gespeichertes Medium entnommen wird;
Zuführen des Wärmeträgermediums zu einem zu temperierenden Gegenstand .
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