WO2017211373A1

WO2017211373A1 - Energiespeicher in einem einbaugehäuse und einem kühlluftstrom

Info

Publication number: WO2017211373A1
Application number: PCT/EP2016/000930
Authority: WO
Inventors: Thomas Speidel; Matthias Bohner
Original assignee: Ads-Tec Gmbh
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-12-14
Also published as: CN109478702A; KR20190017882A; US20190131677A1; CN109478702B; US11088409B2; DE112016006938A5

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher aus einer Anordnung von Akkuzellen (70, 80, 90) in einem Einbaugehäuse (2), wobei in Richtung der Längsachse (10) des Einbaugehäuses (2) Gruppen (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) aufeinander folgen. Innerhalb jeder Gruppe (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) ist ein Strömungspfad (50, 51, 52) für Kühlluft ausgebildet, der eine Zuluftöffnung (35, 36, 46) für einen Kühlluftstrom (5, 6) mit einen Kühlluftauslass (20, 21, 23) verbindet. Zur Erzielung einer effektiven Kühlung ist vorgesehen, einem ersten Strömungspfad (50) in einer ersten Gruppe (I) von Akkuzellen (70) erste Zuluftöffnungen (35) und einen ersten Kühlluftauslass (20) zuzuordnen und einem zweiten Strömungspfad (51) in einer zweiten Gruppe (II) von Akkuzellen (80) zweite Zuluftöffnungen (36) und einen zweiten Kühlluftauslass (21) zuzuordnen. Dabei ist der Kühlluftstrom (5) des ersten Strömungspfades (50) getrennt von dem Kühlluftstrom (6) des zweiten Strömungspfades (51) zu dem ersten Kühlluftauslass (20) geführt und der Kühlluftstrom (6) des zweiten Strömungspfades (51) getrennt von dem Kühlluftstrom (5) des ersten Strömungspfades (50) zu dem zweiten Kühlluftauslass (21) geführt.

Description

Energiespeicher in einem Einbaugehäuse und einem Kühlluftstrom

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher aus einer Anordnung von Akkuzellen in einem Einbaugehäuse. In Richtung der Längsachse des Einbaugehäuses folgen Gruppen von Akkuzellen aufeinander. Innerhalb einer Gruppe von Akkuzellen ist zumindest ein Strömungspfad für Kühlluft ausgebildet, der zumindest eine in einer Zuströmseite des Einbaugehäuses ausgebildete Zuluftöffnung für einen Kühlluftstrom umfasst. Der Kühlluftstrom strömt längs des Strömungspfades zwischen den Akkuzellen durch und über einen Kühlluftauslass ab.

Derartige Energiespeicher werden zum Beispiel als USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) in elektronischen Einrichtungen genutzt, die unabhängig vom öffentlichen Stromnetz unterbrechungsfrei zu betreiben sind.

Die in einem derartigen Energiespeicher angeordneten Akkuzellen geben sowohl bei der Entladung als auch bei der Ladung Wärmeenergie ab, die regelmäßig durch Kühlluft abzuführen ist. Aufgrund der Anordnung von mehreren Gruppen von Akkuzellen in Längsrichtung des Einbaugehäuses hintereinander werden die den Zuluftöffnungen direkt benachbarten Akkuzellen gut gekühlt, während die am Ende des Einbaugehäuses im Strömungspfad der Kühlluft liegenden Akkuzellen aufgrund des bereits aufgewärmten Kühlluftstroms nur mäßig gekühlt werden. Dies kann zu einem vorzeitigen Ausfall des Energiespeichers führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Energiespeicher aus einer Anordnung von Akkuzellen in einem Einbaugehäuse derart zu gestalten, dass alle im Einbaugehäuse aufgenommenen Akkuzellen betriebssicher gekühlt werden.

ilSTÄTiGUNGSÄOÄ Die Aufgabe wird nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Einem ersten Strömungspfad einer ersten Gruppe von Akkuzellen ist ein erster Kühlluftauslass zugeordnet. Einem zweiten Strömungspfad einer zweiten Gruppe von Akku- zellen ist ein zweiter Kühlluftauslass zugeordnet. Der Kühlluftstrom des ersten

Strömungspfades wird getrennt von dem Kühlluftstrom des zweiten Strömungspfades zu dem ersten Kühlluftauslass geführt, während der Kühlluftstrom des zweiten

Strömungspfades getrennt von dem Kühlluftstrom des ersten Strömungspfades zu dem zweiten Kühlluftauslass geführt wird. Dem ersten Strömungspfad sind Zuluftöffnungen und dem zweiten Strömungspfad sind - vorzugsweise getrennte - Zuluftöffnungen zugeordnet. Dabei kann es zweckmäßig sein, dem ersten Strömungspfad erste Zuluftöffnungen und dem zweiten Strömungspfad zweite Zuluftöffnungen zuzuordnen. Somit wird jeder Strömungspfad mit unverbrauchter, frischer Kühlluft gespeist. Da jeder der Kühlluftströme über einen ihm zugeordneten Kühlluftauslass abgeführt wird, kann ver- mieden werden, dass die Abwärme einer ersten Gruppe von Akkuzellen die Kühlung einer zweiten Gruppe von Akkuzellen beeinträchtigt. Eine betriebssichere Kühlung durch mehrere voneinander getrennte Kühlluftströme ist gewährleistet.

Der Strömungspfad der Kühlluft durch die erste Gruppe von Akkuzellen weist einen ersten Strömungswiderstand auf; der Strömungspfad der Kühlluft durch eine zweite Gruppe von Akkuzellen weist einen zweiten Strömungswiderstand auf. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Strömungswiderstand gleich dem zweiten

Strömungswiderstand ist. Damit wird erreicht, dass bei einer Verbindung des ersten Kühlluftauslasses und des zweiten Kühlluftauslasses mit einer gemeinsamen Saugseite eines Kühlluftgebläses der Luftdurchsatz durch den ersten Strömungspfad genauso groß ist wie durch den zweiten Strömungspfad. Insbesondere ist vorgesehen, in Längsrichtung des Einbaugehäuses mehrere Gruppen von Akkuzellen mit voneinander getrennten Strömungspfaden anzuordnen und die Strömungswiderstände der Strömungspfade aller Gruppen gleich auszubilden. Der Kühlluftstrom ist zweckmäßig von einem Kühlluftgebläse erzeugt, wobei die Kühl- luftauslässe gemeinsam mit der Saugseite des Kühlluftgebläses verbunden sind. So können die Energiespeicher in einem Rack (zum Beispiel 19"-Einbaugehäuse) montiert werden, wobei das Kühlluftgebläse einen Unterdruck im Gehäuseraum des Racks selbst erzeugt. Aufgrund dieses an allen Kühlluftauslässen anstehenden gleichen Unterdrucks wird eine gleiche Kühlung aller Gruppen von Akkuzellen erzielt.

Insbesondere ist der Kühlluftauslass als Auslassöffnung des Einbaugehäuses ausgebildet und erstreckt sich quer zur Längsrichtung des Auslassschlitzes über mehr als die Hälfte der Breite einer Gehäuseseite.

Der Strömungspfad einer Gruppe von Akkuzellen ist - in einem Teilabschnitt - quer zur Längsrichtung des Einbaugehäuses zu einem Kühlluftauslass geführt. Ein derartiger Kühlluftauslass kann zum Beispiel im Boden des Einbaugehäuses ausgebildet sein. Der Strömungspfad einer Gruppe von Akkuzellen ist durch zumindest einen Kühlluftkanal gebildet, wobei die Kühlluftkanäle aller Gruppen in Längsrichtung des Einbaugehäuses ausgerichtet liegen. Der Strömungspfad einer Gruppe wird zweckmäßig durch mehrere nebeneinander liegende Kühlluftkanäle in dieser Gruppe von Akkuzellen gebildet.

Zwischen den in Längsrichtung des Einbaugehäuses hintereinander liegenden Gruppen von Akkuzellen ist jeweils ein Zwischenraum ausgebildet. Zwischen benachbarten Gruppen von Akkuzellen wird eine Kühlluft führende Schottwand angeordnet. Die Schottwand ist so vorgesehen, dass sie zuströmende, kühle Zuluft und abströmende, erwärmte Abluft voneinander trennt.

In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Strömungspfad einer Gruppe in einem Sammelraum mündet, der mit zumindest einem Kühlluftauslass verbunden ist. Zweckmäßig ist der Sammelraum durch die Schottwand begrenzt.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, in Längsrichtung des Einbaugehäuses der ersten Gruppe von Akkuzellen folgend zumindest die zweite Gruppe von Akkuzellen mit einem zweiten Strömungspfad anzuordnen. Der zweiten Gruppe von Akkuzellen ist ein Zuluftkanal zugeordnet, wobei der Zuluftkanal des zweiten Strömungspfades die Zuluftöffnung für einen Kühlluftstrom mit einem zwischen den Gruppen liegenden Zuluftraum verbindet.

In Weiterbildung der Erfindung ist in Längsrichtung des Einbaugehäuses der zweiten Gruppe von Akkuzellen folgend zumindest eine weitere Gruppe von Akkuzellen mit einem weiteren Strömungspfad vorgesehen, wobei der weiteren Gruppe von Akkuzellen ein weiterer Zuluftkanal zugeordnet ist. Der weitere Zuluftkanal verbindet stromauf des weiteren Strömungspfades die Zuluftöffnung für einen Kühlluftstrom mit einem zwischen den Gruppen liegenden weiteren Zuluftraum.

Es kann zweckmäßig sein, den Querschnitt des Zuluftkanals in Längsrichtung des Einbaugehäuses von der Zuluftöffnung in der Zuströmseite in Richtung auf die Rückwand des Einbaugehäuses abnehmend zu gestalten. Vorteilhaft ist die Ausbildung so vorgesehen, dass der Zuluftkanal in der Höhe abnimmt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im Einzelnen beschriebenes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Die zu den einzelnen Figuren angegebe- nen Merkmale und Vorteile sind beispielhaft genannt; die Merkmale und Vorteile lassen sich auf alle dargestellten Figuren übertragen und/oder miteinander kombinieren.

Es zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Energiespeichers in einem Einbaugehäuse,

Fig. 2 eine Frontansicht auf die Zuströmseite des Einbaugehäuses nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Einbaugehäuse von oben,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Boden des Einbaugehäuses,

Fig. 5 eine Ansicht der Rückwand des Einbaugehäuses nach Fig. 1 ,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch den Energiespeicher nach Fig. 1 ,

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Schnitt nach Fig. 6,

Fig. 8 eine isometrische Darstellung des Energiespeichers mit einem in Längsrichtung geschnittenen Einbaugehäuse,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Schnittdarstellung nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Seitenansicht auf den Energiespeicher in einem Einbaugehäuse gemäß Fig. 1,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch den in einem Einbaugehäuse angeordneten Energiespeicher, Fig. 12 einen Schnitt durch eine Anordnung von mehreren Energiespeichern gemäß Fig. 1,

Fig. 13 eine isometrische Ansicht der Anordnung mehrerer Energiespeicher nach

Fig. 1,

Fig. 14 eine isometrische Seitenansicht auf die Anordnung von Energiespeichern gemäß Fig. 13,

Fig. 15 eine Ansicht auf die Rückwände der Energiespeicher gemäß Pfeil XV in

Fig. 13,

Fig. 16 eine Anordnung mehrerer in einem Aufnahmeschrank angeordneter Energiespeicher gemäß Fig. 1.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Energiespeicher 1 in einem Einbaugehäuse 2 gezeigt. Das Einbaugehäuse weist eine Frontseite 3 auf, die als Zuströmseite 4 für Kühlluftströme 5, 6 ausgebildet ist.

In der Frontseite 3 sind - wie Fig. 2 zeigt - Reihen 15, 16, 26 von Zuströmöffnungen 35, 36, 46 vorgesehen.

Die Zuströmöffnungen 35 der Reihe 15 sind als Schlitze 45 ausgebildet, die sich über etwa 50% der Höhe H der Frontseite 3 erstrecken. Über die Breite B der Frontseite sind mehrere Schlitze 45 als Zuströmöffnungen 35 vorgesehen, wobei benachbarte Schlitze 45 mit einem Abstand s zueinander liegen. In einem oberen Bereich 13 der Frontseite 3 sind weitere Zuströmörfiiungen 36, 46 vorgesehen, die als Lochreihen ausgebildet sind. Die als Kreisöffnung 34 ausgebildeten Zuströmöffnungen 36, 46 liegen eng benachbart nebeneinander, wobei sich die Lochreihen über etwa zwei Drittel der Breite B der Frontseite 3 erstrecken.

Das Einbaugehäuse 2 weist eine Oberseite 8 (Fig. 1) und einen Boden 9 auf. Das Einbaugehäuse 2 erstreckt sich in Richtung einer Längsachse 10 des Einbaugehäuses 2 von der Frontseite 3 bis zu einer Rückwand 7 in einer Längsrichtung 100.

Wie Fig. 3 zeigt, ragt die Frontseite 3 seitlich über die Längsseiten 11, 12 des Einbaugehäuses 2 hinaus. Der überstehende Rand 14 dient der Montage des Energiespeichers in einen Aufnahmeschrank, zum Beispiel in ein 19"-Rack.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Oberseite 8 des Einbaugehäuses 2 geschlossen; in der Unterseite, dem Boden 9 des Einbaugehäuses 2, sind Kühlluftauslässe 20, 21 ausgebildet, über die Kühlluft abströmt. Die Kühlluftauslässe 20, 21 sind als Auslassöffnungen des Einbaugehäuses 2 vorgesehen, bevorzugt als Auslassschlitze 22 mit einer Länge L ausgebildet, die etwa 80% bis 90% der Breite EB des Einbaugehäuses 2 entspricht. Die Breite T eines Auslassschlitzes 22 entspricht etwa 3% bis 8%, insbesondere 6% der Länge EL des Einbaugehäuses 2.

Wie aus der Darstellung der Fig. 1 und 5 zu entnehmen, fällt die Oberseite 8 des Einbaugehäuses 2 von der Frontseite 3 in Richtung der Längsachse 10 zur Rückwand 7 hin ab. Der Höhenabfall N beträgt etwa 15% bis 20% der Höhe H des Einbaugehäuses 2. Die Höhe H des Einbaugehäuses 2 entspricht der Höhe H der Frontseite 3.

Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, sind in dem Einbaugehäuse 2 Akkuzellen 70, 80 und 90 angeordnet. Die Akkuzellen 70 bilden eine erste Gruppe I, die - wie die Fig. 6 und 7 zeigen - unmittelbar hinter der Frontseite 3 des Einbaugehäuses 2 liegen. Zwischen je zwei Akkuzellen 70 sind Kühlkanäle 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 vorgesehen, die in Längsrichtung 100, also in Richtung der Längsachse 10, ausgerichtet liegen.

Die Kühlkanäle 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 liegen vorzugsweise deckungsgleich zu den Zuströmöffnungen 35 für Kühlluft; in Fig. 6 ist beispielhaft wiedergegeben, wie der Kühlluftstrom 5 in Richtung der Längsachse 10 in den Kühlkanal 74 eintritt.

In Richtung der Längsachse 10, also in Längsrichtung 100 des Einbaugehäuses 2, liegt mit einem Abstand z eine zweite Gruppe II von AJkkuzellen 80. Zwischen den Akkuzellen 80 sind - entsprechend der Ausbildung zwischen den Akkuzellen 70 in Gruppe I - Kühlkanäle 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87 ausgebildet. Die Kühlkanäle 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87 sind in Längsrichtung 100 des Einbaugehäuses 2 ausgerichtet.

Der zweiten Gruppe II von Akkuzellen 80 folgt mit einem Abstand z eine dritte Gruppe III von AJkkuzellen 90, zwischen denen in entsprechender Weise Kühlkanäle 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 ausgebildet sind. Die Kühlkanäle 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 der AJkkuzellen 90 der Gruppe III sind in Längsrichtung 100 zur Längsachse 10 des Einbaugehäuses 2 ausgerichtet.

Wie Fig. 6 und 7 zeigen, liegen die Kühlkanäle 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 der Gruppe I in Längsrichtung 100 ausgerichtet zu den Kühlkanälen 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87 der Gruppe II und den Kühlkanälen 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 der Gruppe III. Zwischen der Gruppe I und der Gruppe II weisen die Akküzellen 70 und 80 den Abstand z auf; in gleicher Weise weist die Gruppe II der Akkuzellen 80 zu der benachbarten Gruppe III der Akkuzellen 90 den Abstand z auf. Durch die in Längsrichtung 100 zwischen den Gruppen I, II und III vorgesehenen Abstände z wird jeweils ein Zwischenraum 30, 31 gebildet. In dem Zwischenraum 30, 31 ist jeweils eine Schottwand 32, 33 vorgesehen, die den Zwischenraum 30, 31 in einen abluftführenden Sammelraum 28 und einen Zu- luft zuführenden Zuluftraum 18 aufteilt. Dies ergibt sich insbesondere aus den Darstellungen der Fig. 8, 9 und 1 1.

Die aus einem Schottblech gebildete Schottwand 32, 33 trennt die Kühlluftkanäle 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77; 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87 und 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 der Gruppen I, II und III gruppenmäßig voneinander ab. So deckt die Schottwand 32 das Ende 79 aller Kühlkanäle 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 der Gruppe I ab, so dass alle Kanalenden 79 in den Sammelraum 28 einmünden. Das Schottblech 32 zwischen der Gruppe I und der Gruppe II in Zwischenraum 30 deckt die Auslassöffnung 20 ab, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Die in den Sammelraum 28 des Zwischenraums 30 austretende Kühlluft kann das Einbaugehäuse 2 über den Kühlluftauslass 20 verlassen.

Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, strömt über die Zuströmöffnungen 35 zumindest ein Kühlluftstrom 5 in einen zwischen den Akkuzellen 70 ausgebildeten Kühlluftkanal 74 ein, durchströmt den Kanal 74 bis zum Kanalende 79 (Fig. 9), tritt in den Sammelraum 28 aus und strömt über den Kühlluftauslass 20 aus dem Einbaugehäuse 2 ab. Der erste Strömungspfad 50 ist gebildet durch die Zuluftöffnung 35, den Kühlluftkanal 74 zwischen den Akkuzellen 70 der Gruppe I, den Sammelraum 28 und den Kühlluftauslass 20.

Ein zweiter Strömungspfad 51 ist gebildet durch eine Zuluftöffnung 36 auf der Zuströmseite 4 des Einbaugehäuses 2, einem Zuluftkanal 41, der die Zuluftöffnung 36 mit dem Zuluftraum 18 im ersten Zwischenraum 30 verbindet, dem zwischen den Akkuzellen 80 der zweiten Gruppe II gebildeten Kühlkanal 84, dessen Ende 89 in den

Sammelraum 28 des zweiten Zwischenraums 31 mündet, wobei der Sammelraum 28 des Zwischenraums 31 über den Kühlluftauslass 21 austritt.

Ein dritter Strömungspfad 52 ist gebildet durch die Zuluftöffnung 46 und den Zuluftkanal 42, der die Zuluftöffnung 46 mit dem Luftraum 18 im zweiten Zwischenraum 31 verbindet. Über den Kühlluftkanal 94 zwischen den Akkuzellen 90 der Gruppe III führt der Strömungspfad 52 zu Auslassöffnungen in der Rückwand 7 des Einbaugehäuses 2. Der Kühlluftauslass 23 ist entsprechend den Ausbildungen der Zuluftöffnungen 35 in der Frontseite 3 des Einbaugehäuses 2 aus mehreren Auslassschlitzen 24 gebildet.

Das Kanalende 99 des Kühlkanals 94 liegt deckungsgleich zu dem Auslassschlitz 24 der Auslassöffnung 23, so dass ein unmittelbares Abströmen der Kühlluft längs des

Strömungspfades 52 gewährleistet ist.

Der Zuluftkanal 41 und der Zuluftkanal 42 der Zuluftöffnungen 36 und 46 sind anschließend an die Zuluftseite 4 durch eine Zwischenwand 43 voneinander getrennt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Strömungspfade 51 und 52 der Kühlluft sich zunächst störungsfrei ausbilden können. Zweckmäßig werden die Zuluftkanäle 41 und 42 in Längsrichtung 100 zu einem gemeinsamen Kanal 40 zusammengeführt. Der Querschnitt des gemeinsamen Zuluftkanals 40 nimmt vorzugsweise in Längsrichtung 100 des Einbaugehäuses 2 von der Zuluftöffnung 36, 46 in der Zuströmseite 4 in Richtung auf die Rückwand 7 des Einbaugehäuses 2 ab. Dadurch wird gewährleistet, dass die in Längsrichtung 100 zuströmende Kühlluft im Strömungspfad 52 in Richtung auf den Luftraum 18 des Zwischenraums 31 verdrängt wird, wobei der Strömungswiderstand des

Strömungspfades 52 angepasst gestaltet werden kann.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dem ersten Strömungspfad 50 in einer ersten Gruppe I von Akkuzellen 70 der erste Kühlluftauslass 20 zugeordnet. Dem zweiten Strömungspfad 51 einer zweiten Gruppe II von Akkuzellen 80 ist der zweite Kühlluftauslass 21 zugeordnet. Die Strömungspfade 50, 51 sind derart ausgebildet, dass der Kühlluftstrom 5 des ersten Strömungspfades 50 getrennt von dem Kühlluftstrom 6 des zweiten Strömungspfades 51 zu dem ersten Kühlluftauslass 20 geführt ist. Der Kühlluftstrom 6 des zweiten Strömungspfades 51 wird getrennt von dem Kühlluftstrom 5 des ersten Strömungspfades 50 zu dem zweiten Kühlluftauslass 28 geführt. Der Strömungspfad 50 der Kühlluft durch die erste Gruppe I von Akkuzellen 70 weist einen ersten Strömungswiderstand auf. Der Strömungspfad 51 der Kühlluft durch die zweite Gruppe II von Akkuzellen 80 weist einen zweiten Strömungswiderstand auf. Die Ausbildung der Strömungspfade 50, 51 ist dabei so vorgesehen, dass der erste

Strömungswiderstand des ersten Strömungspfades 50 gleich dem zweiten Strömungswiderstand des zweiten Strömungspfades 51 ausgebildet ist. Insbesondere ist die Auslegung der Strömungspfade 50, 51, 52 so vorgesehen, dass alle in Längsrichtung 100 des Einbaugehäuses 2 hintereinander liegenden Gruppen I, II, III von Akkuzellen 70, 80, 90 voneinander getrennte Strömungspfade 50, 51 , 52 haben und die Strömungswiderstände aller Strömungspfade 50, 51, 52 aller Gruppen I, II, III gleich ist.

In den Darstellungen der Fig. 8 bis 11 sind die Strömungspfade 50, 51, 52 beispielhaft angegeben. Der Strömungspfad 50, 51, 52 einer Gruppe I, II, III von Akkuzellen 70, 80, 90 ist jeweils durch mehrere nebeneinander liegende Kühlluftkanäle 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77; 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87; 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 in der jeweiligen Gruppe I, II, III von Akkuzellen 70, 80, 90 gebildet.

Die Strömungspfade 50, 51 sind derart ausgebildet, dass die Kühlluft quer zur Längs- richtung 100 des Einbaugehäuses 2 zu dem jeweiligen Kühlluftauslass 20, 21 im Boden 9 des Einbaugehäuses 2 geführt ist.

In den Fig. 12 bis 16 sind zwei und mehr Energiespeicher 1, Γ, 1 " übereinander angeordnet. Wie insbesondere die Fig. 12 bis 15 zeigen, kommt der in der Höhe abfallenden Oberseite 8 des Einbaugehäuses 2 besondere Bedeutung zu. Werden nämlich zwei

Energiespeicher 1 , Γ bzw. 1 " (Fig. 16) übereinander angeordnet, so bildet sich zwischen dem Boden 9 des Einbaugehäuses 2 des einen Energiespeichers 1 und der Oberseite 8' des Einbaugehäuses 2' des weiteren Energiespeichers 1 ' ein Abluftraum 60 aus, der sich in Strömungsrichtung der Strömungspfade 50, 51 erweitert. Die Erweiterung entspricht dem Höhenabfall N der Oberseite 9 eines Einbaugehäuses 2, 2'.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Kühlluftgebläse 55 vorgesehen, welches die über die Strömungspfade 50, 51, 52 strömende Kühlluft absaugt. Die eintretenden Kühlluftströme 5 und 6 auf der Zuströmseite 4 sind somit von dem Kühlgebläse 55 erzeugt, wobei jeder Kühlluftauslass 20, 21, 23 mit der Saugseite 56 des Kühlluftgebläses 55 verbunden ist. Durch die besondere Gestaltung der Strömungspfade 50, 51, 52 und die Auslegung mit etwa gleichem Strömungswiderstand wird erreicht, dass alle Gruppen I, II, III von Akkuzellen 70, 80, 90 gleichmäßig gekühlt werden. Die Abwärme einer ersten Gruppe I von Akkuzellen 70 stört somit die effektive Kühlung der in Strömungsrichtung nachgeordneten Gruppen II, III von Akkuzellen 80, 90 nicht.

Das Kühlluftgebläse 55 kann an einem Geräteschrank 65, zum Beispiel einem 19"- vorgesehen sein. Das Kühlluftgebläse 55 saugt die Luft aus dem Geräteschrank ab, dass Luft über die Frontseiten der Energiespeicher 1, Γ, 1 " nachströmt.

Claims

Ansprüche

Energiespeicher aus einer Anordnung von Akkuzellen (70, 80, 90) in einem Einbaugehäuse (2), wobei in Richtung der Längsachse (10) des Einbaugehäuses (2) Gruppen (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) aufeinander folgen, mit zumindest einem innerhalb einer Gruppe (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) ausgebildeten Strömungspfad (50, 51, 52) für Kühlluft, und mit zumindest einer in einer Zuströmseite (4) des Einbaugehäuses (2) ausgebildeten Zuluftöffnung (35, 36, 46) für einen Kühlluftstrom (5, 6), wobei der Kühlluftstrom (5, 6) längs des Strömungspfades (50, 51, 52) zwischen den Akkuzellen (70, 80, 90) durchströmt und über einen Kühlluftauslass (20, 21, 23) abströmt,

dadurch gekennzeichnet, dass einem ersten Strömungspfad (50) in einer ersten Gruppe (I) von Akkuzellen (70) erste Zuluftöffnungen (35) und ein erster Kühlluftauslass (20) zugeordnet sind, dass einem zweiten Strömungspfad (51) in einer zweiten Gruppe (II) von Akkuzellen (80) zweite Zuluftöffnungen (36) und ein zweiter Kühlluftauslass (21) zugeordnet ist, und dass der Kühlluftstrom (5) des ersten Strömungspfades (50) getrennt von dem Kühlluftstrom (6) des zweiten Strömungspfades (51) zu dem ersten Kühlluftauslass (20) geführt ist, und der Kühlluftstrom (6) des zweiten Strömungspfades (51) getrennt von dem Kühlluftstrom (5) des ersten Strömungspfades (50) zu dem zweiten Kühlluftauslass (21) geführt ist.

Energiespeicher nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungspfad (50) der Kühlluft durch die erste Gruppe (I) von Akkuzellen (70) einen ersten Strömungswiderstand aufweist und der Strömungspfad (52) der Kühlluft durch eine zweite Gruppe (II) von Akkuzellen (80) einen zweiten Strömungswiderstand aufweist, wobei der erste Strömungswiderstand gleich dem zweiten Strömungswiderstand ist.

3. Energiespeicher nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (100) des Einbaugehäuses (2) mehrere Gruppen (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) mit voneinander getrennten Strömungspfaden (50, 51, 52) angeordnet sind und die Strömungswiderstände der Strömungspfade (50, 51, 52) aller Gruppen (I, II, III) gleich sind.

4. Energiespeicher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlluftstrom (5, 6) von einem Kühlluftgebläse (55) erzeugt ist, wobei der Kühlluftauslass (20, 21, 23) mit der Saugseite (56) des Kühlluftgebläses (55) verbunden ist.

5. Energiespeicher nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlluftauslass (21, 22) als Auslassöffnung des Einbaugehäuses (2) ausgebildet ist und sich quer zur Längsrichtung (100) als Auslassschlitz (22) über mehr als die Hälfte der Breite (EB) des Einbaugehäuses (2) erstreckt.

Energiespeicher nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungspfad (50, 51) einer Gruppe (I, II,) von Akkuzellen (70, 80) quer zur Längsrichtung (100) des Einbaugehäuses (2) zu einem Kühlluftauslass (20, 21) geführt ist.

Energiespeicher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungspfad (50, 51, 52) einer Gruppe (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) durch einen Kühlluftkanal (71, 72, 73, 74, 75, 76, 77; 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87; 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97) gebildet ist, und die Kühlluftkanäle (71, 72, 73, 74, 75, 76, 77; 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87; 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97) der Gruppen (I, II, III) in Längsrichtung (100) des Einbaugehäuses (2) ausgerichtet liegen.

Energiespeicher nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungspfad (50, 51, 52) einer Gruppe (I, II, III) durch mehrere nebeneinander liegende Kühlluftkanäle (71, 72, 73, 74, 75, 76, 77; 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87; 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97) in der Gruppe (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) gebildet ist.

Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Gruppen (I, II, III) von Akkuzellen (70, 80, 90) ein Zwischenraum (30, 31) ausgebildet ist, in dem eine Kühlluft führende Schottwand (32, 33) angeordnet ist.

Energiespeicher nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schottwand (32, 33) zuströmende, kühle Zuluft und abströmende, erwärmte Abluft voneinander trennt.

Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungspfad (50, 1) einer Gruppe (I, II,) in einen Sammelraum (28) mündet, der mit einem Kühlluftauslass (20, 21) verbunden ist.

Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (100) des Einbaugehäuses (2) der ersten Gruppe (I) von Akkuzellen (70) mit dem ersten Strömungspfad (50) zumindest die zweite Gruppe (II) von Akkuzellen (80) mit dem zweiten

Strömungspfad (51) folgt, dass der zweiten Gruppe (II) von Akkuzellen (80) ein Zuluftkanal (40, 41) zugeordnet ist, und der Zuluftkanal (40, 41) stromauf des zweiten Strömungspfades (51) die Zuluftöffnung (36) für einen Kühlluftstrom (6) mit einem zwischen den Gruppen (I, II) liegenden Zuluftraum (18) verbindet.

13. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (100) des Einbaugehäuses (2) der zweiten Gruppe (II) von Akkuzellen (80) zumindest eine weitere Gruppe (ΙΠ) von Akkuzellen (90) mit einem weiteren Strömungspfad (52) folgt, dass der weiteren Gruppe (III) von Akkuzellen (90) ein Zuluftkanal (40, 42) zugeordnet ist, und der Zuluftkanal (40, 42) stromauf des weiteren Strömungspfades (52) die Zuluftöffnung (46) für einen Kühlluftstrom (6) mit einem zwischen den Gruppen (II, III) liegenden weiteren Zuluftraum (18) verbindet.

14. Energiespeicher nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Zuluftkanals (40) in Längsrichtung (100) des Einbaugehäuses (2) von der Zuluftöffnung (36, 46) in der Zuströmseite (4) in Richtung auf eine Rückwand (7) abnimmt.

15. Energiespeicher nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (40) in der Höhe (N) abnimmt.