DE102008054958A1 - Tempering system for tempering energy storage system having electrical storage, particularly chargeable battery, of motor vehicle, has heat transport device for thermal binding of electrical storage - Google Patents

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Abstract

The tempering system (19) has a heat transport device (20) for thermal binding of an electrical storage (2) at heat source or a heat sink (22) arranged in a motor vehicle. The heat transport device has a heat contact area (23) for detachable thermal contacting of the electrical storage and a heat pipe (24) for heat transport.

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperiersystem zum Temperieren mindestens eines elektrischen Speichers, insbesondere einer wiederaufladbaren Batterie, eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer Wärmetransportvorrichtung zur thermischen Anbindung des elektrischen Speichers an mindestens eine im Kraftfahrzeug angeordnete Wärmequelle und/oder Wärmesenke.The The invention relates to a tempering system for tempering at least an electrical storage, in particular a rechargeable battery, a motor vehicle, with at least one heat transport device for thermal connection of the electrical storage to at least one in Motor vehicle arranged heat source and / or Heat sink.

Stand der TechnikState of the art

Ein derartiges Temperiersystem ist bekannt. Bei einem derartigen System werden Speicherzellen eines als wiederaufladbare Batterie ausgebildeten elektrischen Speicher mittels mindestens einer im Kraftfahrzeug angeordneten Wärmequelle und/oder Wärmesenke geheizt oder gekühlt. Der Wärmetransfer zwischen den Zellen und der Wärmequelle und/oder Wärmesenke erfolgt über eine Wärmetransportvorrichtung oder mehrere Wärmetransportvorrichtungen zum Beispiel mittels erzwungener Konvektion. Bei diesem Temperierkonzept wird mittels einer Pumpe eine Flüssigkeitsströmung erzeugt, welche durch konstruktive Maßnahmen so geleitet wird, dass die Speicherzellen von der Flüssigkeit umströmt werden. Dadurch findet ein Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche der Speicherzellen und der Flüssigkeit statt. Mittels der Wärmequelle und/oder Wärmesenke wird die Temperatur der Flüssigkeit verändert und/oder mittels einer Änderung der Drehzahl der Pumpe die Stärke der Flüssigkeitsströmung verändert und damit die Temperatur der Speicherzellen eingestellt.One Such tempering is known. In such a system are memory cells of a trained as a rechargeable battery electrical Memory arranged by means of at least one in the motor vehicle heat source and / or heat sink heated or cooled. The heat transfer between the cells and the heat source and / or heat sink over a heat transport device or more heat transport devices for example, using forced convection. In this tempering concept is generated by means of a pump, a liquid flow, which through constructive measures is directed so that the storage cells of the liquid flows around become. As a result, there is a heat exchange between the surface the memory cells and the liquid instead of. By means of the heat source and / or heat sink becomes the temperature of the liquid changed and / or by means of a change the speed of the pump the strength the fluid flow changed and thus adjusting the temperature of the memory cells.

Unter dem Begriff elektrischer Speicher ist jede Art von Energiespeicher zu verstehen, bei dem die Energie elektrisch gespeichert wird. Der elektrische Speicher ist insbesondere mindestens ein elektrochemischer Energiespeicher, zum Beispiel eine Batterie oder ein Akkumulator. Unter dem Begriff wiederaufladbare Batterie ist im Zusammenhang dieser Patentanmeldung – dem allgemeinen Sprachgebrauch angepasst – ein Akkumulator zu verstehen, der über viele Zyklen elektrisch geladen und wieder entladen werden kann. Die Batterie besteht dabei aus einzelnen galvanischen Zellen, den Batteriezellen, die eine für die verwendete Materialkombination der Zelle charakteristische Spannung liefern. Um aus diesen Batteriezellen eine Batterie aufzubauen, die die geforderten Leistungs- und Energiemengen liefern kann, werden die einzelnen Batteriezellen elektrisch in Serie und/oder parallel geschaltet.Under The term electrical storage is any type of energy storage to understand, in which the energy is stored electrically. Of the Electrical storage is in particular at least one electrochemical Energy storage, for example, a battery or a rechargeable battery. The term rechargeable battery is related this patent application - the general parlance adapted - to understand an accumulator over many Cycles can be electrically charged and discharged again. The battery consists of individual galvanic cells, the battery cells, the one for the material combination used the cell characteristic tension deliver. To build a battery from these battery cells, which can supply the required amounts of power and energy the individual battery cells electrically in series and / or in parallel connected.

Um die im Kraftfahrzeug angeordneten Wärmequelle und/oder Wärmesenke zum Temperieren des elektrischen Speichers nutzen zu können, muß ein gezielt den Abstand zwischen Speicher und Wärmequelle und/oder Wärmesenke überbrückender Wärmetransport ermöglicht werden.Around arranged in the motor vehicle heat source and / or heat sink to use for temperature control of the electrical memory must be a targeted the distance between storage and heat source and / or heat sink bridging heat transfer allows become.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Temperiersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetransportvorrichtung mindestens einen Wärmekontaktbereich zur lösbaren thermischen Kontaktierung des elektrischen Speichers und mindestens eine Heatpipe zum Wärmetransport aufweist. Die Verwendung einer Heatpipe (eines Wärmerohrs) zum Wärmetransport zwischen dem elektrischen Speicher und der Wärmequelle und/oder Wärmesenke bietet den Vorteil, dass der Wärmetransfer bevorzugt entlang der Längserstreckung der Heatpipe erfolgt. Die Heatpipe ist vereinfacht ausgedrückt ein in sich geschlossenes System in einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse, das in seinem Inneren ein Fluid aufweist, das sich aufgrund des herrschenden Drucks bei Betriebstemperatur nahe an seinem Siedepunkt befindet. Wird die Heatpipe in einem Teilbereich – bevorzugt in einem ersten Endbereich – erwärmt, so geht das Fluid in die Gasphase über, um im Inneren der Heatpipe in Richtung eines kühleren Bereichs – bevorzugt eines gegenüber dem ersten Endbereich höher gelegenen zweiten Endbereichs- zu strömen, dort zu kondensieren und entlang der Innenwände des Gehäuses der Heatpipe in den Wärmeren Bereich zurückzufließen. Bei diesem (Wärme-)Transportprozess entzieht die Heatpipe in einem Verdampfungsbereich ihrer Umgebung Wärme und führt diese Wärme der Umgebung des Kondensationsbereichs der Heatpipe zu.The Tempering system according to the invention is characterized in that the heat transport device at least a thermal contact area for releasable thermal contacting of the electrical storage and at least a heat pipe for heat transport having. The use of a heat pipe (a heat pipe) for heat transport between the electrical storage and the heat source and / or heat sink offers the advantage of heat transfer preferably along the longitudinal extent the heat pipe is done. The heatpipe is a simplified one self-contained system in a substantially tubular housing, the in its interior has a fluid that is due to the prevailing Pressure at operating temperature is close to its boiling point. If the heat pipe is in a partial area - preferably in a first End area - heated, so the fluid goes into the gas phase, around inside the heat pipe towards a cooler area - preferred one opposite higher at the first end flowing second end region, condense there and along the interior walls of the housing the heat pipe in the warmer Back to the area. at this (heat) transport process withdraws the heat pipe in an evaporation area of its environment Heat and leads this Heat the Surrounding the condensation area of the heat pipe to.

Unter der „Wärmequelle und/oder Wärmesenke” ist eine Wärmequelle, eine Wärmesenke und/oder eine als Wärmequelle und/oder Wärmesenke nutzbare Einrichtung, wie zum Beispiel eine Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen, zu verstehen. Unter dem Begriff elektrischer Speicher ist jede Art von Energiespeicher zu verstehen, bei dem Energie elektrisch gespeichert wird. Der elektrische Speicher ist insbesondere ein Kondensator oder ein elektrochemischer Energiespeicher, wie eine Batterie oder ein Akkumulator.Under the "heat source and / or heat sink "is a Heat source a heat sink and / or one as a heat source and / or heat sink usable device, such as a device for heating and / or cooling, to understand. Under the term electrical storage is any kind of To understand energy storage, stored electrically in the energy becomes. The electrical storage is in particular a capacitor or an electrochemical energy storage, such as a battery or a Accumulator.

Unter dem „Wärmekontaktbereich zur lösbaren thermischen Kontaktierung” ist ein Bereich der Wärmetransportvorrichtung zu verstehen, der zur thermischen Kontaktierung mit einem entsprechenden Bereich des elektrischen Speichers lösbar in thermischen Kontakt gebracht werden kann. Die thermischen Kontaktierung ist eine direkte thermischen Kontaktierung und/oder eine thermischen Kontaktierung mittels eines lediglich der Verbesserung des Wärmekontakts dienenden Wärmeleitelements. Die lösbaren thermischen Kontaktierung bietet den Vorteil, dass der elektrische Speicher leicht ausgetauscht und der Speicher und sein Temperiersystem lediglich im Bereich dieser Kontaktbereiche angeordnete Schnittstellen reduziert werden kann, was eine Kraftfahrzeugtyp-übergreifende verwendung eines einheitlichen Typs von elektrischen Speichern ermöglicht.The term "thermal contact region for releasable thermal contacting" is understood to mean a region of the heat transport device which can be brought into thermal contact in detachable manner for thermal contacting with a corresponding region of the electrical accumulator. The thermal contacting is a direct thermal contacting and / or a thermal contacting by means of a heat-conducting element serving merely to improve the thermal contact. The detachable thermal contacting has the advantage that the electrical memory can be easily exchanged and the memory and its temperature control system can be reduced only in the area of these contact areas arranged interfaces, which enables cross-vehicle type use of a uniform type of electrical storage.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Wärmetransportvorrichtung mindestens einen weiteren Wärmekontaktbereich zur thermischen Kontaktierung der Wärmequelle und/oder Wärmesenke auf. Die Wärmetransportvorrichtung ist zwischen dem Speicher einerseits und der Wärmequelle und/oder Wärmesenke andererseits angeordnet und kontaktiert mit dem einen Wärmekontaktbereich den Speicher und mit dem weiteren Kontaktbereich die Wärmequelle und/oder Wärmesenke. Die Heatpipe ist bevorzugt im Wesentlichen entlang einer gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Wärmekontaktbereichen angeordnet.According to one preferred embodiment of Invention, the heat transport device at least another heat contact area for thermal contacting of the heat source and / or heat sink on. The heat transport device is between the memory on the one hand and the heat source and / or heat sink on the other hand arranged and contacted with the one heat contact area the memory and with the other contact area, the heat source and / or heat sink. The heatpipe is preferably substantially along an imaginary one Connecting line between the two thermal contact areas arranged.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Wärmequelle eine im und/oder am Kraftfahrzeug vorhandene kraftfahrzeugtypische Wärmequelle ist. Die im und/oder am Kraftfahrzeug vorhandene Wärmequelle ist insbesondere ein Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs selbst und/oder ein Abgasstrang des Verbrennungsmotors.Especially is provided that the heat source an existing in and / or on the motor vehicle motor vehicle typical heat source is. The existing in and / or on the motor vehicle heat source is in particular an internal combustion engine of the motor vehicle itself and / or an exhaust line of the internal combustion engine.

Alternativ oder zusätzlich ist die Wärmesenke eine im und/oder am Kraftfahrzeug vorhandene kraftfahrzeugtypische Wärmesenke. Bevorzugt ist die Wärmesenke mindestens ein Karosserieteil des Kraftfahrzeugs oder eine Kühleinrichtung einer kraftfahrzeugtypischen Wärmequelle.alternative or additionally is the heat sink an existing in and / or on the motor vehicle motor vehicle typical Heat sink. The heat sink is preferred at least one body part of the motor vehicle or a cooling device a motor vehicle typical heat source.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Temperiersystem weiterhin mindestens eine bezüglich der Position des elektrischen Speichers lokale Wärmequelle und/oder lokale Wärmesenke auf, die mindestens einen Wärmekontaktbereich aufweist, mit dem sie direkt und/oder mittels eines lediglich der Verbesserung des Wärmekontakts dienenden Wärmeleitelements mit der Wärmekontakteinrichtung des elektrischen Speichers verbunden ist. Der elektrische Speicher und die lokale Wärmequelle und/oder lokale Wärmesenke bilden einen Verbund.According to one another preferred embodiment According to the invention, the tempering system further comprises at least one in terms of the position of the electrical storage local heat source and / or local heat sink on, the at least one thermal contact area with which they directly and / or by means of one of the only Improvement of thermal contact serving with Wärmeleitelements the thermal contact device the electrical storage is connected. The electric storage and the local heat source and / or local heat sink form a composite.

Die lokale Wärmequelle und/oder Wärmesenke ist insbesondere ein Peltier-Element oder weist ein Peltier-Element auf. Das Peltier-Element ist ein elektrothermischer Wandler, welcher basierend auf dem Peltier-Effekt bei Stromdurchfluss eine Temperaturdifferenz oder bei Temperaturdifferenz einen Stromfluss erzeugt. Eine übliche Abkürzung für Peltier-Elemente und Peltier-Kühler ist TEC (engl.: thermoelectric cooler). Das Peltier-Element ist daher – je nach elektrischer Beschaltung – sowohl eine lokale Wärmequelle als auch eine lokale Wärmesenke.The local heat source and / or heat sink is in particular a Peltier element or has a Peltier element. The Peltier element is a electrothermal transducer, which based on the Peltier effect at current flow a temperature difference or at temperature difference generates a current flow. A usual abbreviation for Peltier elements and Peltier cooler is TEC (English: thermoelectric cooler). The Peltier element is therefore - depending on electrical wiring - both a local heat source as well as a local heat sink.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die lokale Wärmequelle und/oder Wärmesenke einen Temperierkörper mit Temperierrippen auf. Bevorzugt weist die lokale Wärmequelle und/oder Wärmesenke weiterhin einen Lüfter zum Erzeugen eines die Rippen umströmenden Luftstroms auf.To a development of the invention, the local heat source and / or heat sink one temperature conditioning with temperature control ribs on. Preferably, the local heat source and / or heat sink continue a fan for generating an air flow flowing around the fins.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Temperiersystem mindestens eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur des elektrischen Speichers auf. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung stellt mittels eines Stellglieds zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur des elektrischen Speichers den Wärmestrom durch die Wärmetransporteinrichtung ein und/oder die Wärmeabgabe oder Wärmeaufnahme der lokalen Wärmequelle und/oder der lokalen Wärmesenke.According to one preferred embodiment of Invention, the temperature control at least one control / regulating device for controlling and / or regulating the temperature of the electrical Memory on. The control / regulating device provides means an actuator for controlling and / or regulating the temperature of the electrical storage the heat flow through the heat transport device and / or the heat output or heat absorption the local heat source and / or the local heat sink.

Es ist zweckmäßig, dass das Temperiersystem mindestens einen Sensor zur Bestimmung der Temperatur des elektrischen Speichers aufweist. Der Sensor ist bevorzugt im und/oder am Wärmekontaktbereich der Wärmetransportvorrichtung angeordnet.It is appropriate that the tempering at least one sensor for determining the temperature having the electrical memory. The sensor is preferably in and / or at the thermal contact area the heat transport device arranged.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Energiespeichersystem mit mindestens einem elektrischen Speicher, bevorzugt einer wiederaufladbaren Batterie, und einem zuvor genannten Temperiersystem. Es ist vorgesehen, dass der elektrische Speicher mindestens eine Speicherzelle und mindestens eine Wärmetransfereinrichtung zum speicherinternen Wärmetransfer zwischen der Speicherzelle und einer Wärmekontakteinrichtung zur lösbaren Kontaktierung des Wärmekontaktbereichs des Temperiersystems aufweist. Die Wärmekontakteinrichtung des elektrischen Speichers weist zur lösbaren thermischen Kontaktierung des Wärmekontaktbereichs der Wärmetransportvorrichtung einen dem Wärmekontaktbereich entsprechenden Bereich auf. Die thermische Kontaktierung ist eine direkte thermische Kontaktierung und/oder eine thermische Kontaktierung mittels eines lediglich der Verbesserung des Wärmekontakts dienenden Wärmeleitelements.The The invention further relates to an energy storage system with at least an electrical storage, preferably a rechargeable battery, and a previously mentioned tempering system. It is provided that the electrical memory at least one memory cell and at least a heat transfer device for internal storage heat transfer between the memory cell and a heat contact device for releasable contacting of the thermal contact area of the tempering system. The thermal contact device of the electrical Memory points to the releasable thermal contacting of the thermal contact area the heat transport device a the thermal contact area corresponding area. The thermal contact is a direct thermal contacting and / or thermal contacting by means a serving only to improve the thermal contact heat conducting element.

Unter dem Begriff elektrischer Speicher ist jede Art von Energiespeicher zu verstehen, bei dem die Energie elektrisch gespeichert wird. Der elektrische Speicher ist insbesondere ein elektrochemischer Energiespeicher, wie eine Batterie oder ein Akkumulator. Der elektrochemische Energiespeicher wird über seine Wärmekontakteinrichtung, die speicherintern mit jeder Speicherzelle verbunden ist, an den Wärmekontaktbereich der Wärmekontakteinrichtung und/oder der mindestens einen lokale Wärmequelle und/oder Wärmesenke thermisch angebunden.Under The term electrical storage is any type of energy storage to understand, in which the energy is stored electrically. Of the electrical storage is in particular an electrochemical energy store, like a battery or a rechargeable battery. The electrochemical energy storage is about his Heat contact device, the memory is internally connected to each memory cell, to the Thermal contact area the thermal contact device and / or the at least one local heat source and / or heat sink thermally connected.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine schematische Darstellung eines Energiespeichersystems mit einer wiederaufladbaren Batterie mit prismatischen Batteriezellen, die über ihre Wärmekontakteinrichtung an ein erfindungsgemäßes Temperiersystem gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels angebunden ist und 1 a schematic representation of an energy storage system with a rechargeable battery with prismatic battery cells, which is connected via their thermal contact device to an inventive tempering according to a first embodiment and

2 eine schematische Darstellung eines Energiespeichersystems mit einer wiederaufladbaren Batterie mit prismatischen Batteriezellen, die über ihre Wärmekontakteinrichtung an ein erfindungsgemäßes Temperiersystem gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels angebunden ist. 2 a schematic representation of an energy storage system with a rechargeable battery with prismatic battery cells, which is connected via its thermal contact device to an inventive tempering according to a second embodiment.

Die 1 zeigt einen als wiederaufladbare Batterie 1 ausgebildeten elektrischen Speicher 2 mit sieben als Batteriezellen 3 ausgebildeten Speicherzellen 4. Jede der Speicherzellen 4 ist eine prismatische Batteriezelle 5 mit jeweils zwei Kontaktelementen 6, 7, einem Plus-Pol 6 und einem Minus-Pol 7. Jede der prismatischen Batteriezellen 5 ist im Wesentlichen quaderförmig und weist ein Flächenpaar gegenüberliegender Seitenflächen auf, die deutlich größer sind, als die Flächen der anderen Flächenpaare. An einer ersten Fläche einer der anderen Flächenpaare einer jeden prismatischen Batteriezelle 5 sind die jeweils zwei Kontakteelemente 5, 6 des Batterieelements 3 angeordnet. Jede der prismatischen Batteriezellen 2 ist auf ihren beiden Seiten, die den Seitenflächen des ersten Flächenpaares entsprechen, jeweils von zwei als Wärmeleitplatten 8 ausgebildeten Wärmeleiteinrichtungen 9 umgeben. Die Wärmeleiteinrichtungen 9 sind Wärmetransfereinrichtungen 10, die einen Wärmetransfer zwischen den Speicherzellen 3 und einer Wärmekontakteinrichtung 11 des elektrischen Speichers 2 mittels Wärmeleitung ermöglichen.The 1 shows one as a rechargeable battery 1 trained electrical storage 2 with seven as battery cells 3 trained memory cells 4 , Each of the memory cells 4 is a prismatic battery cell 5 each with two contact elements 6 . 7 , a plus pole 6 and a minus pole 7 , Each of the prismatic battery cells 5 is substantially cuboid and has a pair of surfaces of opposite side surfaces, which are significantly larger than the surfaces of the other pairs of surfaces. On a first face of one of the other pairs of faces of each prismatic battery cell 5 are the two contact elements 5 . 6 of the battery element 3 arranged. Each of the prismatic battery cells 2 is on both sides, which correspond to the side surfaces of the first pair of surfaces, each of two as Wärmeleitplatten 8th trained Wärmeleiteinrichtungen 9 surround. The heat conducting devices 9 are heat transfer devices 10 that heat transfer between the memory cells 3 and a thermal contactor 11 of the electrical storage 2 allow by means of heat conduction.

Die Wärmeleiteinrichtungen 9 und die Speicherzellen 4 bilden einen Stapel 12, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Speicherzellen 4 eine Wärmeleiteinrichtung 9 angeordnet ist. Der Stapel 12 besteht aus alternierend angeordneten Wärmeleiteinrichtungen 9 und Speicherzellen 4 (wobei zwischen jeweils zwei Speicherzellen auch zwei oder mehr Wärmeleiteinrichtungen 9 angeordnet sein können), wobei die Stapelfolge jeweils mit einer Wärmeleiteinrichtung 9 beginnt und einer Wärmeleiteinrichtung 9 endet. Dabei ist jede der Seitenflächen einer jeden Speicherzelle 4 – zumindest bereichsweise – in thermischem Kontakt mit einer zugeordneten Seitenfläche einer der als Wärmeleitplatte 8 ausgebildeten Wärmeleiteinrichtungen 9. Dieser thermische Kontakt ist ein direkter Kontakt (nicht gezeigt) oder ein Kontakt über ein elektrisch isolierendes Wärmeleitelement 13, das zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Speicherzellen 4 und der Wärmeleiteinrichtungen 9 angeordnet ist. Vorzugsweise wird der Stapel 12 beidseitig mit Druck (Pfeile P, P') beaufschlagt, was den thermischen Kontakt zwischen den Wärmeleiteinrichtungen 9 und Speicherzellen 4 erhöht.The heat conducting devices 9 and the memory cells 4 make a pile 12 , wherein between each two adjacent memory cells 4 a heat conducting device 9 is arranged. The stack 12 consists of alternately arranged heat conducting devices 9 and memory cells 4 (Between each two memory cells and two or more heat conduction 9 can be arranged), wherein the stacking sequence each with a heat conducting device 9 begins and a heat conduction device 9 ends. In this case, each of the side surfaces of each memory cell 4 - At least partially - in thermal contact with an associated side surface of the as a heat conduction 8th trained Wärmeleiteinrichtungen 9 , This thermal contact is a direct contact (not shown) or a contact via an electrically insulating heat conducting element 13 between the opposite side surfaces of the memory cells 4 and the heat conducting devices 9 is arranged. Preferably, the stack becomes 12 pressurized on both sides (arrows P, P '), which causes the thermal contact between the heat conducting devices 9 and memory cells 4 elevated.

Jede der Wärmeleiteinrichtungen 9 ist an ihrem einen Ende 14 mit der als Wärmekontaktplatte 15 ausgebildeten Wärmekontakteinrichtung 11 verbunden. Die Wärmekontaktplatte 15 erstreckt sich im Bodenbereich des elektrischen Speichers 2 parallel zu einer Stapelausrichtung 16 des Stapels 12. Durch diese Verbindungen der Wärmeleiteinrichtungen 9 mit der Wärmekontakteinrichtung 11 sind diese beiden Komponenten 9, 11 thermisch miteinander in Kontakt. Die Wärmekontaktplatte 15 ist gleichzeitig ein Speichersockel 17, der die Speicherzellen 4 des elektrischen Speichers 2 trägt. Der Speichersockel 17 ist als Bodenplatte 18 eines nicht gezeigten Speichergehäuses des Speichers 2 ausgeführt.Each of the heat-conducting devices 9 is at one end 14 with the as a thermal contact plate 15 trained thermal contact device 11 connected. The heat contact plate 15 extends in the bottom area of the electrical storage 2 parallel to a stack alignment 16 of the pile 12 , Through these connections of the heat conducting devices 9 with the thermal contact device 11 are these two components 9 . 11 thermally in contact with each other. The heat contact plate 15 is at the same time a memory socket 17 that the memory cells 4 of the electrical storage 2 wearing. The memory socket 17 is as a base plate 18 a memory housing, not shown, of the memory 2 executed.

Die Wärmeleiteinrichtungen 9 und die Wärmekontakteinrichtung 11 weisen bevorzugt jeweils eine derart hohe Wärmeleitfähigkeit auf, die einen Temperaturausgleich zwischen den einzelnen Speicherzellen 4 ermöglicht, wobei die Temperaturdifferenz zwischen den einzelnen Speicherzellen 4 vorzugsweise kleiner fünf Kelvin (<5 K) ist.The heat conducting devices 9 and the thermal contactor 11 each preferably have such a high thermal conductivity, the temperature compensation between the individual memory cells 4 allows, taking the temperature difference between the individual memory cells 4 preferably less than five Kelvin (<5 K).

Der zuvor beschriebene elektrische Speicher 2 ist ein elektrischer Speicher 2 eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt). Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einem einen Verbrennungsmotor und mindestens eine elektrische Maschine aufweisenden Hybridantrieb, wobei der elektrische Speicher 2 zur elektrischen Speisung der elektrischen Maschine dient. Im Kraftfahrzeug ist ein Temperiersystem 19 zum Temperieren des elektrischen Speichers 2 angeordnet, das eine Wärmetransportvorrichtung 20 zur thermischen Anbindung des elektrischen Speichers 2 an mindestens eine im Kraftfahrzeug angeordnete Wärmequelle und/oder Wärmesenke 21, 22 (zum Beispiel Heiz- und/oder Kühleinrichtung) aufweist. Die Wärmetransportvorrichtung 20 ist zwischen dem elektrischen Speicher 2 (oder den elektrischen Spei chern 2) und der im Kraftfahrzeug angeordneten Wärmequelle und/oder Wärmesenke 21, 22 angeordnet und kontaktiert (Doppelpfeil) mit ihrem mindestens einen Wärmekontaktbereich 23 thermisch die Wärmekontakteinrichtung 11 des elektrischen Speichers 2.The electrical memory described above 2 is an electrical storage 2 a motor vehicle with an internal combustion engine (not shown). The motor vehicle is in particular a motor vehicle with a hybrid drive having an internal combustion engine and at least one electric machine, wherein the electric accumulator 2 for electrical supply of the electrical machine is used. In the motor vehicle is a temperature control system 19 for tempering the electrical storage 2 arranged, which is a heat transport device 20 for thermal connection of the electrical storage 2 to at least one arranged in the motor vehicle heat source and / or heat sink 21 . 22 (For example, heating and / or cooling device). The heat transport device 20 is between the electrical storage 2 (or the electrical storage 2 ) and arranged in the motor vehicle heat source and / or heat sink 21 . 22 arranged and contacted (double arrow) with her at least one thermal contact area 23 thermally the heat contact device 11 of the electrical storage 2 ,

Zum Wärmetransport zwischen dem elektrischen Speicher 2 und der im Kraftfahrzeug angeordnete Wärmequelle und/oder Wärmesenke 21, 22 weist die Wärmetransportvorrichtung 20 mindestens eine Heatpipe 24 auf. Die Heatpipe 24 ist vereinfacht ausgedrückt ein in sich geschlossenes System in einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse 25, das in seinem Inneren ein Fluid aufweist, das sich aufgrund des herrschenden Drucks bei Betriebstemperatur nahe an seinem Siedepunkt befindet. Wird die Heatpipe in einem Teilbereich – bevorzugt in einem ersten Endbereich, dem Verdampfungsbereich 26 – erwärmt, so geht das Fluid in die Gasphase über, um im Inneren der Heatpipe 24 in Richtung eines kühleren Bereichs – bevorzugt eines gegenüber dem ersten Endbereich höher gelegenen zweiten Endbereichs, dem Kondensationsbereich 27 – zu strömen, dort zu kondensieren und entlang der Innenwände des Gehäuses 25 der Heatpipe 24 in den wärmeren Bereich zurückzufließen. Bei diesem (Wärme-)Transportprozess entzieht die Heatpipe 24 ihrer Umgebung in einem Verdampfungsbereich 26 Wärme und führt diese Wärme der Umgebung des Kondensationsbereichs der Heatpipe 24 zu.For heat transfer between the electrical storage 2 and arranged in the motor vehicle heat source and / or heat sink 21 . 22 has the heat transport device 20 at least one heat pipe 24 on. The heat pipe 24 In simplified terms, it is a self-contained system in a substantially tubular housing 25 having a fluid in its interior, which is close to its boiling point due to the prevailing pressure at operating temperature. Will the Heat pipe in a partial area - preferably in a first end, the evaporation area 26 - heated, the fluid goes into the gas phase, to inside the heat pipe 24 in the direction of a cooler region - preferably a second end region, which is located higher than the first end region, the condensation region 27 - to flow, to condense there and along the inner walls of the housing 25 the heat pipe 24 to flow back into the warmer area. In this (heat) transport process the heat pipe deprives 24 their environment in a vaporization area 26 Heat and conduct this heat around the condensation area of the heat pipe 24 to.

Der elektrische Speicher 2 steht über eine Fläche seiner Wärmekontakteinrichtung 11 und die eine Wärmekontaktfläche 23 in thermischem Kontakt zum Verdampfungsbereich 26 der Heatpipe 24. Die Heatpipe 24 transportiert die Wärme innerhalb der Wärmetransportvorrichtung 20 vom Verdampfungsbereich 26 zum Kondensationsbereich 27 der Heatpipe 24 am anderen Endbereich der Wärmetransportvorrichtung 20. An ihrem zweiten Endbereich steht die Wärmetransportvorrichtung mit der kraftfahrzeugtypischen Wärmesenke 22 in thermischen Kontakt (Doppelpfeil). Diese kraftfahrzeugtypische Wärmesenke 28 ist mindestens ein Karosserieteil 29 des Kraftfahrzeugs. Dieses Karosserieteil 29 ist eine Wärmesenke 22, da es einen großflächigen Wärmeaustausch mit der gegenüber dem sich im Betrieb erwärmten elektrischen Speicher 2 darstellt.The electric storage 2 stands over an area of its thermal contact device 11 and the one heat contact surface 23 in thermal contact with the evaporation zone 26 the heat pipe 24 , The heat pipe 24 transports the heat within the heat transport device 20 from the evaporation area 26 to the condensation area 27 the heat pipe 24 at the other end of the heat transport device 20 , At its second end region is the heat transport device with the motor vehicle typical heat sink 22 in thermal contact (double arrow). This motor vehicle typical heat sink 28 is at least one body part 29 of the motor vehicle. This body part 29 is a heat sink 22 because there is a large heat exchange with the opposite of the heated in operation electrical storage 2 represents.

Weiterhin steht der elektrische Speicher 2 über eine weitere Fläche seiner Wärmekontakteinrichtung 11 in direktem thermischem Kontakt mit einem Wärmekontaktbereich 31 eines hauptsächlich als Kühlkörper 32 genutzten Temperierkörpers 33 mit als Kühlrippen wirkenden Temperierrippen. Dieser Temperierkörper 33 ist somit eine lokale Kühleinrichtung 34 des Temperiersystems 19, die mit dem elektrischen Speicher einen Verbund 35 bilden. Da der Temperierkörper 33 im Regelfall eine niedrigere Temperatur aufweist als die Wärmekontakteinrichtung 11 des elektrischen Speichers 2 im Betrieb, ist er eine als Kühlkörper ausgebildete lokale Kühleinrichtung 34. Diese lokale Kühleinrichtung 34 ist eine steuerbare und/oder regelbare lokale Kühleinrichtung 34.Furthermore, there is the electrical storage 2 over another surface of its thermal contact device 11 in direct thermal contact with a thermal contact area 31 one mainly as a heat sink 32 used tempering 33 with tempering ribs acting as cooling fins. This tempering body 33 is thus a local cooling device 34 of the temperature control system 19 that with the electric storage a composite 35 form. As the tempering 33 As a rule, has a lower temperature than the thermal contact device 11 of the electrical storage 2 In operation, it is designed as a heat sink local cooling device 34 , This local cooling device 34 is a controllable and / or controllable local cooling device 34 ,

Der elektrische Speicher 2 und das Temperiersystem 19 bilden ein Energiespeichersystem 36.The electric storage 2 and the temperature control system 19 form an energy storage system 36 ,

Der Wärmestrom zwischen der Wärmekontakteinrichtung 11 und der im Kraftfahrzeug angeordneten Heizeinrichtung 21 und/oder Kühleinrichtung 22 wird zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur der Wärmekontakteinrichtung 10 mittels eines nicht gezeigten Stellgliedes eingestellt.The heat flow between the heat contact device 11 and the heating device arranged in the motor vehicle 21 and / or cooling device 22 is used to control and / or regulating the temperature of the thermal contact device 10 adjusted by means of an actuator, not shown.

Die 2 entspricht im Wesentlichen der 1, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen werden soll: Der elektrische Speicher 2 ist über die Wärmetransportvorrichtung 20 mit der Heatpipe 24 an eine als Wärmetauscher 37 ausgebildete Wärmesenke 22 angebunden.The 2 essentially corresponds to the 1 so that only the differences should be discussed here: The electrical storage 2 is over the heat transport device 20 with the heat pipe 24 to one as a heat exchanger 37 trained heat sink 22 tethered.

Weiterhin steht der elektrische Speicher 2 der 2 über eine weitere Fläche seiner Wärmekontakteinrichtung 11 in direktem thermischem Kontakt mit einem Wärmekontaktbereich 31 eines hauptsächlich als lokale Kühleinrichtung 34 genutzten Peltier-Elements 38. Das Peltier-Element 38 ist ein elektrothermischer Wandler, welcher basierend auf dem Peltier-Effekt bei Stromdurchfluss eine Temperaturdifferenz oder bei Temperaturdifferenz einen Stromfluss erzeugt. Das Peltier-Element 38 ist daher – je nach elektrischer Beschaltung – sowohl eine lokale Wärmequelle 39 als auch eine lokale Wärmesenke 34.Furthermore, there is the electrical storage 2 of the 2 over another surface of its thermal contact device 11 in direct thermal contact with a thermal contact area 31 one mainly as a local cooling device 34 used Peltier element 38 , The Peltier element 38 is an electrothermal transducer, which generates a temperature difference based on the Peltier effect at current flow or a current flow at temperature difference. The Peltier element 38 is therefore - depending on electrical wiring - both a local heat source 39 as well as a local heat sink 34 ,

Alternativ zum Aufbau des elektrischen Speichers 2 aus prismatischen Zellen ist der elektrische Speicher 2 zum Beispiel aus zylindrischen Zellen aufgebaut.Alternatively to the structure of the electrical storage 2 prismatic cells is the electrical memory 2 built up for example from cylindrical cells.

Claims (11)

Temperiersystem (19) zum Temperieren mindestens eines elektrischen Speichers (2), insbesondere einer wiederaufladbaren Batterie (1), eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Wärmetransportvorrichtung (20) zur thermischen Anbindung des elektrischen Speichers (2) an mindestens eine im Kraftfahrzeug angeordnete Wärmequelle und/oder Wärmesenke (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetransportvorrichtung (20) mindestens einen Wärmekontaktbereich (23) zur lösbaren thermischen Kontaktierung des elektrischen Speichers (2) und mindestens eine Heatpipe (24) zum Wärmetransport aufweist.Tempering system ( 19 ) for tempering at least one electrical memory ( 2 ), in particular a rechargeable battery ( 1 ), a motor vehicle with at least one heat transport device ( 20 ) for the thermal connection of the electrical storage ( 2 ) to at least one arranged in the motor vehicle heat source and / or heat sink ( 22 ), characterized in that the heat transport device ( 20 ) at least one thermal contact area ( 23 ) for the detachable thermal contacting of the electrical storage ( 2 ) and at least one heat pipe ( 24 ) for heat transport. Temperiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetransportvorrichtung (20) mindestens einen weiteren Wärmekontaktbereich (28) zur thermischen Kontaktierung der Wärmequelle und/oder Wärmesenke (22) aufweist.Temperature control system according to claim 1, characterized in that the heat transport device ( 20 ) at least one further thermal contact area ( 28 ) for the thermal contacting of the heat source and / or heat sink ( 22 ) having. Temperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle eine im und/oder am Kraftfahrzeug vorhandene kraftfahrzeugtypische Wärmequelle ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heat source an existing in and / or on the motor vehicle motor vehicle typical heat source is. Temperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke (22) eine im und/oder am Kraftfahrzeug vorhandene kraftfahrzeugtypische Wärmesenke (29) ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 22 ) a vehicle-type heat sink present in and / or on the motor vehicle ( 29 ). Temperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftfahrzeugtypische Wärmesenke (29) mindestens ein Karosserieteil (30) einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the motor vehicle-typical heat sink ( 29 ) at least one body part ( 30 ) is a body of the motor vehicle. Temperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine lokale Wärmequelle und/oder Wärmesenke (34), die mindestens einen Wärmekontaktbereich (31) aufweist, mit dem sie direkt und/oder mittels eines lediglich der Verbesserung des Wärmekontakts dienenden Wärmeleitelements mit der Wärmekontakteinrichtung (11) des elektrischen Speichers (2) verbunden ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized by at least one local heat source and / or heat sink ( 34 ) having at least one thermal contact area ( 31 ), with which they directly and / or by means of a heat-conducting element serving only to improve the thermal contact with the thermal contact device ( 11 ) of the electrical storage ( 2 ) connected is. Temperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Wärmequelle (39) und/oder Wärmesenke (34) ein Peltier-Element (38) ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the local heat source ( 39 ) and / or heat sink ( 34 ) a Peltier element ( 38 ). Temperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Wärmequelle (39) und/oder Wärmesenke (34) einen Temperierkörper (33) mit Temperierrippen aufweist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the local heat source ( 39 ) and / or heat sink ( 34 ) a tempering body ( 33 ) with tempering ribs. Temperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur des elektrischen Speichers (2).Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized by at least one control / regulating device for controlling and / or regulating the temperature of the electrical storage ( 2 ). Temperiersystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor zur Bestimmung der Temperatur des elektrischen Speichers (2).Temperature control system according to claim 9, characterized by at least one sensor for determining the temperature of the electrical storage ( 2 ). Energiespeichersystem (36) mit mindestens einem elektrischen Speicher (2), bevorzugt einer wiederaufladbaren Batterie (1), und einem Temperiersystem (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Speicher (2) mindestens eine Speicherzelle (4) und mindestens eine Wärmetransfereinrichtung (10) zum speicherinternen Wärmetransfer zwischen der Speicherzelle (4) und einer Wärmekontakteinrichtung (11) zur Kontaktierung des Wärmekontaktbereichs (23) des Temperiersystems (19) aufweist.Energy storage system ( 36 ) with at least one electrical memory ( 2 ), preferably a rechargeable battery ( 1 ), and a tempering system ( 19 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical memory ( 2 ) at least one memory cell ( 4 ) and at least one heat transfer device ( 10 ) for the storage-internal heat transfer between the memory cell ( 4 ) and a heat contact device ( 11 ) for contacting the thermal contact area ( 23 ) of the tempering system ( 19 ) having.
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