DE10238235A1 - Electrochemical energy store with heat exchanger structure has channel component between rows of electrochemical cells with adjacent longitudinal heat exchanger channels in adjacent cell rows - Google Patents

Electrochemical energy store with heat exchanger structure has channel component between rows of electrochemical cells with adjacent longitudinal heat exchanger channels in adjacent cell rows Download PDF

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Abstract

The device has several electrochemical cells (2) in at least two adjacent rows (3-6) arranged in a heat exchanger structure with channels carrying a flow of a temperature control medium. A channel component between the rows of electrochemical cells has adjacent longitudinal heat exchanger channels in the adjacent rows of electrochemical cells. Feed distribution channels and a return collection channels are arranged at the ends of the cell rows.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher mit einer Wärmeaustauscherstruktur und mehreren elektrochemischen, jeweils in wenigstens zwei benachbarten Reihen nebeneinander angeordneten, gleich geformten Speicherzellen, die in der Wärmeaustauscherstruktur angeordnet sind, die von einem Temperiermedium durchströmte Wärmeaustauscher-Kanäle aufweist.The invention relates to an electrochemical Energy storage with a heat exchanger structure and a plurality of electrochemical, each in at least two adjacent Rows of juxtaposed, identically shaped memory cells, in the heat exchanger structure are arranged, which has flowed through by a temperature control medium heat exchanger channels.

Es ist bereits eine Wärmeaustauscherstruktur für mehrere in wenigstens einer Reihe benachbart zueinander angeordnete, elektrochemische Speicherzellen bekannt ( DE 198 49 491 C1 ). Die Wärmeaustauscherstruktur hat wenigstens zwei, auf gegenüberliegenden Seiten der Speicherzellen angeordnete Vorlaufkanäle und zwei korrespondierende Rücklaufkanäle, die auf der gegenüberliegenden Seite der Speicherzellenreihe verlaufen. Die parallel angeordneten Wärmeaustauscherkanäle erstrecken sich unter einmaliger Durchquerung der Speicherzellenreihe zwischen dem jeweiligen Vor- und Rücklaufkanal und werden in entgegengesetzten Richtungen von einem Temperiermedium durchströmt.A heat exchanger structure for a plurality of electrochemical storage cells arranged adjacent to one another in at least one row is already known (US Pat. DE 198 49 491 C1 ). The heat exchanger structure has at least two flow channels arranged on opposite sides of the memory cells and two corresponding return channels which run on the opposite side of the memory cell row. The heat exchanger channels arranged in parallel extend under a single crossing of the row of memory cells between the respective flow and return channels and are flowed through in opposite directions by a temperature control medium.

Bekannt ist weiterhin eine Wärmeaustauscherstruktur für mehrere, elektrochemische Speicherzellen, die ein Kanalbauteil aufweist, das zwei parallel zueinander angeordnete Materialstreifen enthält, die zwischen sich einen Wärmeaustauscherkanal bilden. Die Materialstreifen haben an die Speicherzellenform angepasste Ausformungen. Es sind zwei Wärmeaustauscherkanäle zwischen je zwei Materialstreifen vorhanden. Ein Wär meaustauscherkanal ist an der Oberseite und der andere an der Unterseite der Speicherzellenreihe angeordnet. Die Wärmeaustauscherkanäle sind mit Verteilern verbunden, die an den Längsseiten der in Reihen nebeneinander angeordneten Speicherzellen angebracht sind ( DE 100 34 134 ).Also known is a heat exchanger structure for a plurality of electrochemical storage cells, which has a channel component which contains two strips of material arranged parallel to one another, which form a heat exchange channel between them. The strips of material have shape adapted to the memory cell shape. There are two heat exchanger channels between each two strips of material. A heat exchange channel is arranged at the top and the other at the bottom of the memory cell row. The heat exchange channels are connected to manifolds mounted on the longitudinal sides of the memory cells arranged side-by-side in rows ( DE 100 34 134 ).

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen elektrochemischen Energiespeicher mit einer Wärmeaustauscherstruktur und mit mehreren, jeweils in wenigstens zwei Reihen benachbart zueinander angeordneten Speicherzellen anzugeben, bei dem in den Speicherzellen unabhängig von ihrer Lage innerhalb der Reihen besonders aneinander angeglichene Temperaturen erreicht werden können.The invention is based on the problem, a electrochemical energy store with a heat exchanger structure and with several, each in at least two rows adjacent to each other to indicate arranged memory cells, in which in the memory cells independently of their position within the rows, especially aligned with each other Temperatures can be reached.

Das Problem wird bei einem Energiespeicher der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen den Reihen von Speicherzellen ein an den Speicherzellen anliegendes Kanalbauteil vorgesehen ist, das in zwei nebeneinander angeordneten Reihen in Längsrichtung der Reihen von Speicherzellen verlaufende, nebeneinander in jeder der beiden Reihen angeordnete Wärmetauscherkanäle aufweist, dass an den Enden der Reihen von Speicherzellen je ein Vorlaufverteilerkanal und je ein Rücklaufsammelkanal angeordnet ist, dass benachbarte Wärmeaustauscherkanäle in der einen Reihe jeweils an ihren einen Enden mit dem an einem und dem am anderen Ende der Reihe von Speicherzellen angeordneten Vorlaufverteilerkanal für die Einspeisung des Temperiermediums in zueinender entgegengesetzten Strömungsrichtungen in die benachbarten Wärmetauscherkanäle verbunden sind, dass jeder Wärmeaustauscherkanal in der einen Reihe an seinem anderen Ende mit dem Ende des in der anderen Reihe benachbarten Wärmeaustauscherkanals verbunden ist und dass die anderen Enden der Wärmeaustauscherkanäle der anderen Reihe entsprechend ihrer Lage am Ende der Reihe mit dem Rücklaufsammelkanal an dem einen oder dem anderen Ende der Reihen von Speicherzellen verbunden sind. Unter Verbindung der Wärmeaustauscherkanäle untereinander oder mit den Vorlauf- oder Rücklaufsammelkanälen ist hierbei zu verstehen, dass Öffnungen an den Kanälen zum Überleiten des Temperiermediums von einem Kanal zum anderen vorhanden sind. Mit der erfindungsgemäßen Wärmetauscherstruktur wird eine sehr gleichförmige Ableitung der in den einzelnen Speicherzellen erzeugten Wärmemengen erreicht, so dass die Speicherzellen nahezu gleiche Temperaturen aufweisen. Besonders günstig ist die erfindungsgemäße Wärmesaustauscherstruktur bei Energiespeichern mit zahlreichen Reihen von Speicherzellen. Da mit der erfindungsgemäßen Wärmeaustauscherstruktur in den Speicherzellen weitgehend gleiche Temperaturen erzielt werden, ergeben sich auch weitgehend einander angeglichene elektrische Eigenschaften der Speicherzellen, so dass ungleichmäßige Belastungen der Speicherzellen und Verlustwärmen bedeutend vermindert werden. Damit wird ein weniger störanfälliger Betrieb des Energiespeichers erreicht.The problem becomes with an energy storage The type described above solved according to the invention, that between the rows of memory cells on the memory cells adjacent channel component is provided, in two adjacent arranged rows in the longitudinal direction the rows of memory cells running side by side in each having heat exchanger channels arranged in the two rows, that at the ends of the rows of memory cells depending on a flow distribution channel and one return collection channel each is arranged that adjacent heat exchanger channels in the one Row at one end with the one on the other and at the other End of the series of memory cells arranged flow distribution channel for the feed the tempering in zueinender opposite directions of flow are connected in the adjacent heat exchanger channels, that every heat exchanger channel in one row at the other end with the end of the in the another series of adjacent heat exchange channels is connected and that the other ends of the heat exchanger channels of the other row according to their position at the end of the row with the return collection channel connected at one or the other end of the rows of memory cells are. By connecting the heat exchanger channels with each other or with the flow or return collection channels hereby understand that openings at the channels to pass on the Tempering medium from one channel to another are present. With the heat exchanger structure according to the invention becomes a very uniform derivative reaches the heat generated in the individual memory cells, so that the memory cells have nearly the same temperatures. Especially Cheap is the heat exchanger structure according to the invention in energy storage with numerous rows of storage cells. As with the heat exchanger structure according to the invention in the memory cells largely the same temperatures are achieved also result in largely matched electrical properties the memory cells, allowing uneven loads on the memory cells and heat loss be significantly reduced. This will be a less interference-prone operation reached the energy storage.

Zweckmäßigerweise ist an den nach außen gerichteten Seiten der Speicherzellen an den Außenseiten des Energiespeichers jeweils ein Kanalbauteil vorgesehen, dessen den Speicherzellen zugewandte Seite an den Speicherzellen anliegt und dessen den Speicherzellen abgewandte Seite eben ist. Bei dieser Ausführungsform stehen auch die in den äußeren Reihen des Energiespeichers liegenden Speicherzellen in ihrer Längsrichtung beiderseits mit einem Kanalbauteil mit Wärmeaustauscherkanälen in Verbindung. Damit wird auch bei den Speicherzellen in den äußeren Reihen jeweils eine Temperatur erzielt, die derjenigen in den Speicherzellen der inneren Reihen weitgehend angeglichen ist.Appropriately, is to the after directed outside Pages of the memory cells on the outside of the energy storage in each case a channel component is provided, its side facing the memory cells abuts the memory cells and facing away from the memory cells Side is flat. In this embodiment are also in the outer rows the energy storage lying memory cells in their longitudinal direction on both sides with a channel component with heat exchanger channels in connection. This is also at the memory cells in the outer rows each have a temperature achieved that of those in the memory cells of the inner rows largely is aligned.

Bei bevorzugten Ausführungsform sind die Verteilerkanäle für den Vorlauf und die Rücklaufsammelkanäle jeweils neben den Enden der Reihen von Speicherzellen zwischen den beiden äußeren Reihen von Speicherzellen abwechselnd mit den Enden über die Speicherzellen beiderseits vorstehend parallel zueinander angeordnet. Mit dieser Anordnung wird eine kompakte Bauform der Wärmeaustauscherstruktur außerhalb der Räume zwischen den Speicherzellen erreicht.In preferred embodiment are the distribution channels for the Flow and the return collection channels each adjacent the ends of the rows of memory cells between the two outer rows of memory cells alternating with the ends across the memory cells on both sides arranged in parallel to each other. With this arrangement will a compact design of the heat exchanger structure outside of the rooms reached between the memory cells.

Es ist günstig, wenn die Verteilerkanäle für den Vorlauf an den beiden Enden der Speicherzellenreihen an ihren, an einer Seite über die Speicherzellenreihen vorstehenden Enden je mit einem vorgeschalteten Verteilerkanal für den Vorlauf verbunden sind, der nahe an den Enden der Speicherzellenreihen auf einer Seite des Energiespeichers sich zwischen den Speicherzellen der äußeren Reihen erstreckt. Diese Ausführungsform trägt zum kompakten Aufbau der Wärmeaustauscherstruktur bei.It is convenient if the distribution channels for the flow at the two ends of the storage cells rows at their ends protruding on one side across the rows of memory cells are each connected to an upstream distribution channel for the lead, which extends between the memory cells of the outer rows near the ends of the rows of memory cells on one side of the energy storage. This embodiment contributes to the compact construction of the heat exchanger structure.

Vorzugsweise sind die Rücklaufsammelkanäle an den beiden Enden der Speicherzellenreihen auf der anderen Seite des Energiespeichers mit ihren über die Speicherzellen vorstehenden Enden mit einem nachgeschalteten Rücklaufkanal verbunden, der nahe an den Enden der Speicherzellenreihen sich zwischen den Speicherzellen der äußeren Reihen erstreckt. Hierdurch wird ein kompakter Aufbau des Rücklaufteils erreicht, der außerhalb der Räume zwischen den Speicherzellen verläuft.Preferably, the return collection channels are at the both ends of the memory cell rows on the other side of the Energy storage with their over the memory cells projecting ends with a downstream Return channel connected near the ends of the memory cell rows between the memory cells of the outer rows extends. This results in a compact design of the return part reached the outside the spaces between the memory cells runs.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform sind die beiden vorgeschalteten Verteilerkanäle für den Vorlauf und die beiden nachgeschalteten Rücklaufsammelkanäle je über eine Rohrleitung mit Ausgängen eines Vorlaufverteilerkopfs bzw. mit Eingängen eines Rücklaufverteilerkopfs verbunden, wobei der Eingang des Vorlaufverteilerkopfs und der Ausgang des Rücklaufverteilerkopfs an eine externe Kühleinrichtung oder an einen Klimaanlagenkompressor angeschlossen sind.In a further advantageous embodiment are the two upstream distribution channels for the flow and the two downstream return collection channels each via a Pipeline with outputs a flow distributor head or with inputs of a return manifold head connected, the input of the flow distributor head and the output the return manifold head to an external cooling device or connected to an air conditioning compressor.

Insbesondere weisen die Kanalbauteile an ihren, den Mänteln von zylindrischen Speicherzellen zugewandten Seiten eine wellenförmige Struktur mit an die Mäntel der Speicherzellen angepassten halbzylindrischen Vertiefungen auf. Mit dieser Ausführungsform wird ein guter Wärmeübergang von den Speicherzellen auf die Kanalbauteile erreicht.In particular, the channel components at their coats of cylindrical memory cells facing sides of a wavy structure with the coats the memory cells adapted semi-cylindrical wells on. With this embodiment will be a good heat transfer reached from the memory cells to the channel components.

Bei Speicherzellen mit elektrisch leitenden Gehäusen sind die Kanalbauteile zweckmäßigerweise aus einem elektrisch isolie renden Material, wobei die Wärmeaustauscherkanäle wellenförmig in der Struktur verlaufen, um das Temperiermedium näher an die Speicherzellenflächen zu bringen, die allerdings aufgrund ihrer metallischen Gehäuse einen besseren Wärmeübergang bewirken als isolierende Gehäuse.In memory cells with electric conductive housings are the channel components expediently from an electrically insulating material, the heat exchanger channels being wavy of the structure extend to the tempering medium closer to the memory cell surfaces bring, however, due to their metallic housing a better Heat transfer cause as insulating housing.

Bei Speicherzellen mit elektrisch isolierenden Gehäusen bestehen die Kanalbauteile vorzugsweise aus Metall, insbesondere Aluminium. Die Wärmeaustauscherkanäle können dann geradlinig in den Kanalbauteilen verlaufen, da das Metall gut wärmeleitend ist.In memory cells with electric insulating housings the channel components are preferably made of metal, in particular Aluminum. The heat exchange channels can then run straight in the channel components, since the metal has good thermal conductivity is.

Die Herstellung der Kanalbauteile kann vereinfacht werden, wenn einzelne Teile der Kanalbausteine für sich gefertigt und danach zu einem kompletten Kanalbauteil zusammengefügt werden. Die Wärmetauscherkanäle können aus mit Nuten versehenen Platten, auf die ebene Platten geklebt werden, hergestellt werden.The production of the channel components can be simplified if individual parts of the channel blocks for themselves manufactured and then joined together to form a complete channel component. The heat exchanger channels can off grooved plates to which flat plates are glued become.

Der Vorlaufverteilerkopf und der Rücklaufverteilerkopf sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform in einem Kreislauf mit einer Pumpe und einem Kühler verbunden. Der Kühler kann entsprechend einem Kraftfahrzeugkühler aufgebaut sein. Ein Lüfter kann am Kühler für die Durchleitung von Luft vorgesehen sein, wobei eine Temperaturmessung des Temperiermittels vorteilhaft ist und der Lüfter nur bei Überschreiten einer vorgebbaren Temperatur des Temperiermittels eingeschaltet wird.The flow distributor head and the Return manifold head are in an advantageous embodiment in a circuit with a pump and a cooler connected. The cooler can be constructed according to a motor vehicle radiator. A fan can on the radiator for the Passage be provided by air, wherein a temperature measurement of the Temperature control is advantageous and the fan only when exceeded a predetermined temperature of the temperature control turned on becomes.

Ein erfindungsgemäßer Energiespeicher läßt sich besonders vorteilhaft bei einem Elektrofahrzeug einsetzen. Das Fahrzeug kann als Energiequelle eine Brennstoffzelle aufweisen, wobei der Energiespeicher die für schnelle Geschwindigkeitsänderungen notwendige Energie schnell verfügbar macht, während die Brennstoffzelle, die ein längeres Ansprechverhalten hat, den Energiespeicher in Perioden konstanter Betriebsverhältnisse auflädt.An inventive energy storage can be use particularly advantageous in an electric vehicle. The vehicle can as a source of energy having a fuel cell, wherein the Energy storage for fast speed changes necessary energy quickly available power while the fuel cell, which is a longer one Responsiveness has the energy storage in periods more constant operating conditions charging.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten Merkmale und Vorteile ergeben.The invention will be described in the following Hand of illustrated in a drawing embodiments described in more detail, which gives more details features and advantages.

Dabei zeigen:Showing:

1 einen elektrochemischen Energiespeicher mit Speicherzellen und einer Wärmeaustauscherstruktur in einem teilweise im Schnitt dargestellten Gehäuse in perspektivischer Ansicht, 1 an electrochemical energy storage with storage cells and a heat exchanger structure in a partially sectioned housing in perspective view,

2 den Energiespeicher gemäß l ohne Gehäuse in perspektivischer Ansicht, 2 the energy storage according to l without housing in perspective view,

3 die Wärmeaustauscherstruktur gemäß l ohne Speicherzellen in perspektivischer Ansicht, 3 the heat exchanger structure according to l without memory cells in perspective view,

4 Kanalbauteile, Umströmungsverteilerkanäle, vorgeschaltete Verteilerkanäle für den Vorlauf und nachgeschaltete Rücklaufsammelkanäle der Wärmeaustauscherstruktur gemäß l in perspektivischer Ansicht, 4 Channel components, Umströmungsverteilerkanäle, upstream distribution channels for the flow and downstream return collection channels of the heat exchanger structure according to l in perspective view,

5 Kanalbauteile der Wärmeaustauscherstruktur gemäß l schematisch in Explosivdarstellung in perspektivischer Ansicht, 5 Channel components of the heat exchanger structure according to l schematically in exploded view in perspective view,

6 ein Kanalbauteil mit einem Verteilerkanal für den Vorlauf und einem Rücklaufsammelkanal in perspektivischer Ansicht, 6 a channel component with a distribution channel for the flow and a return collection channel in perspective view,

7 einen Schnitt längs der Linien I-I des in 6 dargestellten Kanalbauteils, 7 a section along the lines II of in 6 shown channel component,

8 einen Schnitt längs der Linien II-II des in 6 dargestellten Kanalbauteils, 8th a section along the lines II-II of in 6 shown channel component,

9 eine Hälfte eines Kanalbauteils in geteilter Ausführung mit einem Verteilerkanal für den Vorlauf in Seitenansicht, 9 one half of a channel component in split design with a distribution channel for the flow in side view,

10 die andere Hälfte des Kanalbauteils gemäß 9 mit einem Rücklaufsammelkanal in Seitenansicht, 10 the other half of the channel component according to 9 with a return collection channel in side view,

11 einen Schnitt längs der Linien I-I der in 9 dargestellten Kanalbauteilhälfte, 11 a section along the lines II of in 9 shown channel component half,

12 einen Schnitt längs der Linien II-II der in 10 dargestellten Kanalbauteilhälfte, 12 a section along the lines II-II of in 10 shown channel component half,

13 einen Verteilerkopf im Querschnitt, 13 a distributor head in cross-section,

14 einen elektrochemischen Energiespeicher mit einer Wärmespeicherstruktur und integriertem Flüssigkeitskühler in Seitenansicht, 14 an electrochemical energy store with a heat storage structure and integrated liquid cooler in side view,

15 den Energiespeicher gemäß 14 von der gegenüberiegenden Seite aus, 15 the energy storage according to 14 from the opposite side,

16 den Energiespeicher gemäß l4 in einer Ansicht von unten, 16 the energy storage according to l4 in a view from below,

17 den externen Teil eines Kühlkreislaufs für einen elektrochemischen Energiespeicher in perspektivischer Ansicht. 17 the external part of a cooling circuit for an electrochemical energy storage in perspective view.

Ein elektrochemischer Energiespeicher 1 weist eine Anzahl von elektrochemischen, zylindrischen Speicherzellen 2 auf, die in mehreren Reihen angeordnet sind. Die Speicherzellen 2 sind in jeder Reihe nebeneinander mit ihren äußeren Zylinderflächen in paralleler Ausrichtung angeordnet. Bei dem in l dargestellten Energiespeicher 1 sind vier Reihen von Speicherzellen vorgesehen. Es können auch mehr oder weniger als vier Speicherzellenreihen in einem Energiespeicher vorgesehen sein. Die Anzahl der Speicherzellenreihen richtet sich nach der Leistung bzw. Speicherkapazität des Energiespeichers. Die vier Reihen von Speicherzellen 2 sind in l durch Pfeile 3, 4, 5, 6 bezeichnet, die jeweils auf eine Speicherzelle an einem Ende der Reihe hindeuten. Die Speicherzellen der Reihen 3 und 4, 4 und 5, 5 und 6 sind je durch Kanalbausteine voneinander getrennt, die unten näher erläutert werden und die in l aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher bezeichnet sind. Am äußeren Rand der Reihe 3 ist ein Kanalbauteil 7 in l bezeichnet. Die Kanalbauteile, z. B. das Bauteil 5, weisen jeweils in zwei benachbarten Reihen angeordnete Wärmeaustauscherkanäle auf, die in jeder Reihe nebeneinander angeordnet sind. Von einem in l nicht dargestellten Kühler oder Klimaanlagenkompressor wird ein Temperiermedium, z. B. Wasser, in einen Verteilerkopf eingespeist, von dem aus zwei Rohrleitungen 9,10 zu vorgeschalteten Verteilerkanälen 11, 12 für den Vorlauf verlegt sind. Die vorgeschalteten Verteilerkanäle 11, 12 befinden sich jeweils nahe an den Enden der Reihen 3 bis 6 und erstrecken sich quer zur Längsrichtung der Reihen 3 bis 6 auf jeweils einer Seite des Energiespeichers. Die Enden der vorgeschalteten Verteilerkanäle stehen über das Kanalbauteil 7 und das entsprechende Kanalbauteil am äußeren Rand der unteren Reihe 6 vor. Ein gleich ausgebildeter Rücklaufverteilerkopf 13 ist mit einem anderen Anschluß des Kühlers oder des Klimaanlagenkompressors verbunden. Vom Rücklaufverteilerkopf 13 verlaufen zwei Rohrleitungen 14, 15 je zu einem nachgeschalteten Rücklaufsammelkanal 16, 17. Die Rücklaufsammelkanäle befinden sich auf der anderen Seite des Energiespeichers 1 nahe an den Enden der Reihen 3 bis 6 und erstrecken sich ebenfalls quer zur Längsrichtung der Reihen 3 bis 6. Die vorgeschalteten Verteilerkanäle 11, 12 und die nachgeschalteten Rücklaufkanäle 16, 17 sind gleich groß und haben quaderförmige Gehäuse.An electrochemical energy storage 1 includes a number of electrochemical cylindrical storage cells 2 on, which are arranged in several rows. The memory cells 2 are arranged in each row next to each other with their outer cylindrical surfaces in parallel alignment. At the in l shown energy storage 1 four rows of memory cells are provided. It is also possible to provide more or less than four rows of memory cells in an energy store. The number of memory cell rows depends on the power or storage capacity of the energy store. The four rows of memory cells 2 are in l through arrows 3 . 4 . 5 . 6 each indicating a memory cell at one end of the row. The memory cells of the rows 3 and 4 . 4 and 5 . 5 and 6 are each separated by channel blocks, which are explained in more detail below and in l for clarity, unspecified. At the outer edge of the row 3 is a channel component 7 in l designated. The channel components, z. B. the component 5 , Each have in two adjacent rows of heat exchanger channels, which are arranged side by side in each row. From one in l not shown cooler or air conditioning compressor is a tempering, z. As water, fed into a header, from which two pipes 9 . 10 to upstream distribution channels 11 . 12 are moved for the lead. The upstream distribution channels 11 . 12 are each close to the ends of the rows 3 to 6 and extend transversely to the longitudinal direction of the rows 3 to 6 on each side of the energy storage. The ends of the upstream distribution channels are above the duct component 7 and the corresponding channel member at the outer edge of the lower row 6 in front. An equally trained return manifold head 13 is connected to another connection of the radiator or air conditioning compressor. From the return manifold head 13 two pipes run 14 . 15 depending to a downstream return collection channel 16 . 17 , The return collection channels are located on the other side of the energy storage 1 near the ends of the rows 3 to 6 and also extend transversely to the longitudinal direction of the rows 3 to 6 , The upstream distribution channels 11 . 12 and the downstream return channels 16 . 17 are the same size and have cuboidal housing.

Der Energiespeicher 1 hat ein quaderförmiges Gehäuse 18, das die Speicherzellenreihen 3 bis 6, die Rohrleitungen 9, 10, 14, 15, die Kanalbauteile zwischen den Reihen 3 bis 6, die vorgeschalteten Verteilerkanäle 11, 12, die nachgeschalteten Rücklaufkanäle 16, 17 und Umströmungsverteilerkanäle 19, 20 aufweist, die jeweils neben den Enden der Reihen 3 bis 6 in gleichen Abständen parallel zueinander und zu nicht näher dargestellten Mittellinien der Gehäusezylinder der Speicherzellen 2 angeordnet sind. In den Umströmungsverteilerkanälen 19, 20 befindet sich jeweils ein unten noch näher beschriebe ner Verteilerkanal für den Vorlauf und ein unten noch näher beschriebener Rücklaufsammelkanal. Die Verteilerköpfe 8, 13 sind jeweils auf der Vorder- und Rückseite des Gehäuses 18 in eine Aussparung eingefügt und befestigt.The energy storage 1 has a cuboid housing 18 that the memory cell rows 3 to 6 , the pipelines 9 . 10 . 14 . 15 , the channel components between the rows 3 to 6 , the upstream distribution channels 11 . 12 , the downstream return channels 16 . 17 and Umströmungsverteilerkanäle 19 . 20 which, respectively, is adjacent to the ends of the rows 3 to 6 at equal intervals parallel to each other and center lines, not shown, of the housing cylinder of the memory cells 2 are arranged. In the bypass ducts 19 . 20 There is in each case a below even closer descriptions ner distribution channel for the flow and a more detailed below described return collection channel. The distributor heads 8th . 13 are each on the front and back of the case 18 inserted and secured in a recess.

In 3 ist die Wärmeaustauscherstruktur 21 des Energiespeichers 1 ohne die Speicherzellen schematisch dargestellt. Die Wärmeaustauscherstruktur 21 bzw. die Wärmetauschereinheit enthält das Kanalbauteil 7 an der Außenseite der Speicherzellenreihe 3, ein entsprechendes, gleich ausgebildetes Kanalbauteil 22 an der Außenseite der unteren Speicherzellenreihe 6, Kanalbauteile 23, 24, 25 jeweils zwischen den Speicherzellenreihen 3, 4 und 4, 5 und 5, 6, sowie die Umströmungsverteilerkanäle 19, 20, die vorgeschalteten Vorlaufverteilerkanäle 11, 12 und die nachgeschalteten Rücklaufsammelkanäle 16, 17.In 3 is the heat exchanger structure 21 of the energy store 1 without the memory cells shown schematically. The heat exchanger structure 21 or the heat exchanger unit contains the channel component 7 on the outside of the memory cell row 3 , A corresponding, identical trained channel component 22 on the outside of the lower row of memory cells 6 , Duct components 23 . 24 . 25 each between the memory cell rows 3 . 4 and 4 . 5 and 5 . 6 , as well as the Umströmungsverteilerkanäle 19 . 20 , the upstream flow distribution channels 11 . 12 and the downstream return collection channels 16 . 17 ,

In 4 sind von der Wärmeaustauscherstruktur 21 nur die Kanalbauteile 7, 22, 23, 24 und 25 schematisch dargestellt, die jeweils zwischen einem Umströmungsverteilerkanal 19 und einem Umströmungsverteilerkanal 20 angeordnet sind. Die Kanalbauteile 7 und 22 bis 25 weisen innen Wärmeaustauscherkanäle auf, die unten näher beschrieben sind. Die Kanalbauteile 7 und 22, die sich in Längsrichtung der Speicherzellenreihen 3 bzw. 6 erstrecken, haben je eine ebene äußere Oberfläche und eine den Speicherzellen 2 zugewandte Struktur 26, deren Oberfläche konkav an die Hälften der zylindrischen Außenseiten der Speicherzellen 2 angepaßt ist. Die Struktur 26 ist wellenförmig.In 4 are from the heat exchanger structure 21 only the duct components 7 . 22 . 23 . 24 and 25 shown schematically, each between a Umströmungsverteilerkanal 19 and a bypass manifold 20 are arranged. The channel components 7 and 22 to 25 have inside heat exchanger channels, which are described in more detail below. The channel components 7 and 22 extending in the longitudinal direction of the memory cells 3 respectively. 6 extend, each have a flat outer surface and the memory cells 2 facing structure 26 whose surface is concave to the halves of the cylindrical outer sides of the memory cells 2 is adapted. The structure 26 is wavy.

Die Kanalbauteile 23, 24, und 25 haben auf ihren Längsseiten beiderseits die wellenförmige Struktur 26, deren konkave Flächen die Speicherzellen 2 berühren, wodurch sich ein guter Wärmeübergang ergibt.The channel components 23 . 24 , and 25 have on their long sides on both sides of the wavy structure 26 whose concave surfaces are the memory cells 2 touch, resulting in a good heat transfer.

In den Kanalbauteilen 7, 22, 23, 24 und 25 sind nahe an den beiden Enden der Speicherzellenreihen 3, 4, 5 und 6 jeweils Öffnungen 27, 28, 29 bzw. 30, 31, 32 von Wärmeaustauscherkanälen im Inneren der Kanalbauteile 7 und 22 bis 25 vorhanden. Die Öffnungen 27, 28 29 sind gegen die Öffnungen 30, 31, 32 um eine Teilung eines Wärmeaustauscherkanals in Querrichtung der Kanalbauteile 7 und 22 bis 25 versetzt angeordnet.In the channel components 7 . 22 . 23 . 24 and 25 are close to the two ends of the memory cell rows 3 . 4 . 5 and 6 each openings 27 . 28 . 29 respectively. 30, 31, 32 of heat exchanger channels inside the duct components 7 and 22 to 25 available. The openings 27 . 28 29 are against the openings 30 . 31 . 32 a division of a heat exchanger channel in the transverse direction of the channel components 7 and 22 to 25 staggered.

In 5 sind die Kanalbauteile 22 und 25 in Explosivdarstellung schematisch neben den zugeordneten UmStrömungsverteilerkanälen 19 und 20 gezeigt. Im Kanalbauteil 22 sind in Längsrichtung, die der Längsrichtung der Speicherzellenreihen 3 bis 6 entspricht, in gleichen Abständen nebeneinander zwei Reihen von Wärmetauscherkanälen angeordnet. Die beiden Reihen von Wärmetauscherkanälen verlaufen nebeneinander parallel. In 5 sind im unteren Teil 33 des Kanalbauteils 22 nebeneinander in gleichen Abständen sechs Wärmeaustauscherkanäle 34, 35, 36, 37, 38 und 39 vorgesehen. Im oberen Teil 40 des Kanalbauteils 22 sind entsprechend sechs weitere Wärmetauscherkanäle vorgesehen, die parallel zu den Wärmeaustauscherkanälen 34 bis 39 verlaufen. Der untere Teil 33 hat eine ebene Außenseite, während der obere Teil 40 die Struktur 26 hat. Die im oberen Teil 40 nicht näher dargestellten sechs, jeweils in Gruppen von drei um eine Teilung eines Wärmeaustauscherkanals zueinander versetzt angeordneten Wärmeaustauscherkanäle haben gleiche Öffnungen 27, 28, 29, 30, 31 und 32, in die der Vorlauf aus den Umströmungsverteilerkanälen 19, 20 eingespeist wird. Die Einspeisung des Vorlaufs des Temperiermediums erfolgt daher bei zwei benachbarten Wärmeaustauscherkanälen in einander entgegegesetzten Richtungen. An den Enden der Wärmeaustauscherkanäle im Teil 40, die den Öffnungen 27, 28, 29 und 30, 31, 32 entgegengesetzt sind, befinden sich Umlenkkanalabschnitte, die die Wärmeaus tauscherkanäle der einen Reihe jeweils mit einem Wärmeaustauscherkanal 34 bis 39 im Teil 33 verbinden. Die Umlenkkanalabschnitte sind insbesondere Öffnungen 41 in den Wärmeaustauscherkanälen im Teil 40 und korrespondierende Öffnungen im Teil 33, die den Übergang des Temperiermediums je von einem Wärmeaustauscherkanal im Teil 40 zu einem Wärmeaustauscherkanal im Teil 33 bewirken. In 5 ist eine solche Öffnung im Wärmeaustauscherkanal 35 dargestellt. Die nicht mit den Umlenkkanalabschnitten verbundenen Enden der Wärmeaustauscherkanäle 34 bis 35 weisen den Öffnungen 27, 28, 29 und 30, 31, 32 entsprechende Öffnungen auf, die sich ebenso wie die Öffnungen 27 bis 32 in einem der Umströmungsverteilerkanäle 19 bzw. 20 befinden, in die auch der Rücklauf des Temperiermittels in jeweils einen Rücklaufsammelkanal eingespeist wird.In 5 are the channel components 22 and 25 in an exploded view, schematically next to the assigned UmStrömungsverteilerkanälen 19 and 20 shown. In the canal component 22 are in the longitudinal direction, the rows of the longitudinal direction of the memory cells 3 to 6 corresponds, in equal intervals next to each other two rows of heat exchanger channels angeord net. The two rows of heat exchanger channels run side by side in parallel. In 5 are in the lower part 33 of the channel component 22 next to each other at equal intervals six heat exchanger channels 34 . 35 . 36 . 37 . 38 and 39 intended. In the upper part 40 of the channel component 22 are provided in accordance with six more heat exchanger channels, which are parallel to the heat exchanger channels 34 to 39 run. The lower part 33 has a flat outside, while the upper part 40 the structure 26 Has. The in the upper part 40 not shown six, each in groups of three offset by a division of a heat exchanger channel to each other arranged heat exchanger channels have the same openings 27 . 28 . 29 . 30 . 31 and 32 into which the flow from the Umströmungsverteilungskanälen 19 . 20 is fed. The feed of the flow of the tempering medium is therefore carried out in two adjacent heat exchanger channels in opposite directions. At the ends of the heat exchanger channels in the part 40 that the openings 27 . 28 . 29 and 30 . 31 . 32 are opposite, are Umlenkkanalabschnitte, the heat exchange channels of a number each with a heat exchanger channel 34 to 39 in part 33 connect. The Umlenkkanalabschnitte are in particular openings 41 in the heat exchanger channels in part 40 and corresponding openings in the part 33 , the transition of the tempering ever from a heat exchanger channel in part 40 to a heat exchanger channel in the part 33 cause. In 5 is such an opening in the heat exchanger channel 35 shown. The not connected to the Umlenkkanalabschnitten ends of the heat exchanger channels 34 to 35 show the openings 27 . 28 . 29 and 30 . 31 . 32 corresponding openings on, as well as the openings 27 to 32 in one of the bypass distribution channels 19 respectively. 20 are located, in which the return of the temperature control in each case a return collection channel is fed.

Der Kanalbauteil 25 weist ein oberes Teil auf, das dem oberen Teil 40 des Kanalbauteils 22 gleicht und deshalb gleiche Öffnungen 27 bis 32 und eine gleiche Struktur hat. Deshalb ist das obere Teil des Kanalbauteils 25 mit der gleichen Bezugsziffer 40 versehen. Das untere Teil 42 des Kanalbauteils 25 hat ebenso wie das Teil 33 die Wärmeaustauscherkanäle 34 bis 39 und Öffnungen 41. Die Anordnung des Kanalbauteils 25 bezüglich der Umströmungsverteilerkanäle 19, 20 entspricht derjenigen des Kanalbauteils 22. Der Unterschied zwischen den Kanalbauteilen 22 und 25 besteht darin, dass der untere Teil 42 eine wellenförmige Struktur 26 hat, d. h. beide Teile 40 und 42 haben die gleiche wellenförmige Außenseite in ihrer Längsrichtung. Die in 5 in Explosivdarstellung gezeigten Teile 33 und 40 des Kanalbauteils 22 und die Teile 40 und 42 des Kanalbauteils 25 bilden jeweils eine Einheit, die z. B. dadurch hergestellt wird, dass die Teile unlösbar, z. B. durch Kleben, miteinander verbunden werden.The duct component 25 has an upper part, the upper part 40 of the channel component 22 is similar and therefore same openings 27 to 32 and has the same structure. Therefore, the upper part of the duct component 25 with the same reference number 40 Provided. The lower part 42 of the channel component 25 has as well as the part 33 the heat exchanger channels 34 to 39 and openings 41 , The arrangement of the channel component 25 with respect to the Umströmungsverteilerkanäle 19 . 20 corresponds to that of the channel component 22 , The difference between the channel components 22 and 25 is that the lower part 42 a wavy structure 26 has, ie both parts 40 and 42 have the same wavy outside in their longitudinal direction. In the 5 parts shown in exploded view 33 and 40 of the channel component 22 and the parts 40 and 42 of the channel component 25 each form a unit that z. B. is made by the parts insoluble, z. B. by gluing, connected to each other.

In 6 ist beispielhaft für die gleich geformten Kanalbauteile 23, 24 und 25 der Kanalbauteil 25 in Seitenansicht dargestellt. Der Kanalbauteil 25 ist in Längsrichtung der Speicherzellenreihen 5 und 6 wellenförmig ausgebildet und ragt jeweils an jedem Ende in seiner Längsrichtung in einen Umströmungsverteilerkanal 19, 20. Die Umströmungsverteilerkanäle 19, 20 haben jeweils zwei Kammern, die voneinander getrennt sind. Die eine Kammer ist ein Verteilerkanal für den Vorlauf und wird deshalb auch als Vorlaufverteilerkanal 43 bezeichnet. Die andere Kammer ist für die Aufnahme des Rücklaufs des Temperiermediums bestimmt und wird deshalb auch als Rücklaufsammelkanal 44 bezeichnet.In 6 is an example of the identically shaped channel components 23 . 24 and 25 the channel component 25 shown in side view. The duct component 25 is in the longitudinal direction of the memory cell rows 5 and 6 formed wave-shaped and protrudes at each end in its longitudinal direction in a Umströmungsverteilerkanal 19 . 20 , The flow distribution channels 19 . 20 each have two chambers, which are separated from each other. The one chamber is a distribution channel for the flow and is therefore also as a flow distribution channel 43 designated. The other chamber is intended for receiving the return of the tempering medium and is therefore also used as a return collection channel 44 designated.

In 7 ist der Kanalbauteil 25 im Querschnitt längs der Linien I-I dargestellt. Im Querschnitt sind die Wärmeaustauscherkanäle 34, 35, 36, 37, 38 und 39 sichtbar. Der Rücklaufverteilerkopf 13 ist in 7 ebenfalls im Querschnitt dargestellt. In den Wärmeaustauscherkanälen 34 bis 39 fließt jeweils das Temperiermedium in den durch Pfeile symbolisierten Strömungsrichtungen. Die Wärmeaustauscherkanäle 34, 36 und 38 haben jeweils Öffnungen 45, 46, 47 in ihren, in den Rücklaufsammelkanal 44 des Umströmungsverteilerkanals 19 ragenden Enden. Die Wärmetauscherkanäle 35, 37 39 haben jeweils Öffnungen 48, 49 50 in ihren in den Rücklaufsammelkanal 44 des Umströmungsverteilerkanals 20 ragenden Enden. An denjenigen Enden der Wärmeaustauscherkanäle 34, 36 und 38, die den Enden mit den Öffnungen 45, 46 47 entgegengesetzt sind, befinden sich jeweils die Öffnungen 41, die einen Durchgang zu der Reihe von Wärmeaustauscherkanälen 51, 52, 53, 54, 55, 56 bilden, die zu der Reihe der Wärmeaustauscherkanäle 34 bis 39 parallel angeordnet ist. Die Reihe von Wärmeaustauscherkanälen 51, 52, 53, 54, 55 und 56 ist im Querschnitt längs der Linien II-II des Kanalbausteins 25 in 8 dargestellt. In 7 sind schematisch noch die Verbindungen zwischen den Rücklaufsammelkanälen 44 in den Umströmungsverteilerkanälen 19, 20 und den nachgeschalteten Rücklaufsammelkanälen 16,17 sowie die Verbindungen von letzteren zum Rücklaufverteilerkopf 13 durch Linien dargestellt.In 7 is the channel component 25 shown in cross section along the lines II. In cross section are the heat exchanger channels 34 . 35 . 36 . 37 . 38 and 39 visible. The return manifold head 13 is in 7 also shown in cross section. In the heat exchanger channels 34 to 39 in each case the temperature control medium flows in the flow directions symbolized by arrows. The heat exchanger channels 34 . 36 and 38 each have openings 45 . 46 . 47 in their, in the return collection channel 44 of Umströmungsverteilerkanals 19 protruding ends. The heat exchanger channels 35 . 37 39 each have openings 48 . 49 50 in their in the return collection channel 44 of Umströmungsverteilerkanals 20 protruding ends. At those ends of the heat exchanger channels 34 . 36 and 38 covering the ends with the openings 45 . 46 47 are opposite, are each the openings 41 passing a passage to the row of heat exchanger channels 51 . 52 . 53 . 54 . 55 . 56 form, leading to the series of heat exchange channels 34 to 39 is arranged in parallel. The series of heat exchanger channels 51 . 52 . 53 . 54 . 55 and 56 is in cross section along the lines II-II of the channel module 25 in 8th shown. In 7 are schematically still the connections between the return collection channels 44 in the bypass distribution channels 19 . 20 and the downstream return collection channels 16 . 17 and the connections from the latter to the return manifold head 13 represented by lines.

Die 8 zeigt im Querschnitt den Vorlaufverteilerkopf 8, die vorgeschalteten Vorlaufverteilerkanäle 11 und 12 und die Vorlaufverteilerkanäle 43 in den Umströmungsverteilerkanälen 19 und 20. Die Wärmeaustauscherkanäle 51, 53 und 55 haben jeweils Öffnungen 57, 58, 59, die in den Vorlaufverteilerkanal 43 ragen. An den anderen Enden haben die Wärmeaustauscherkanäle 51, 53, 55 jeweils als Umlenkkanalabschnitte Öffnungen 60, die Durchlässe zu den korrespondierenden Öffnungen 41 der Wärmeaustauscherkanäle 34, 36 und 38 bilden. Die Wärmetaustauscherkanäle 52, 54 56 haben jeweils an den einen Enden, die in den Vorlaufverteilerkanal 43 ragen, Öffnungen 61, 62, 63. An ihren anderen Enden haben die Wärmeaustauscherkanäle 52, 54, 56 Öffnungen 60, die Durchlässe für das Temperiermedium jeweils zu den Öffnungen 41 der Wärmeaustauscherkanäle 35, 37 und 39 bilden.The 8th shows in cross section the flow distributor head 8th , the upstream flow distribution channels 11 and 12 and the flow distribution channels 43 in the bypass distribution channels 19 and 20 , The heat exchanger channels 51 . 53 and 55 each have openings 57 . 58 . 59 which are in the flow distribution channel 43 protrude. At the other ends have the heat exchanger channels 51 . 53 . 55 each as Umlenkkanalabschnitte openings 60 , the passages to the corresponding openings 41 the heat exchanger channels 34 . 36 and 38 form. The heat exchange channels 52 . 54 56 each have at one end, in the flow distribution channel 43 protrude, openings 61 . 62 . 63 , At their other ends have the heat exchanger channels 52 . 54 . 56 openings 60 , the passages for tempering dium each to the openings 41 the heat exchanger channels 35 . 37 and 39 form.

Über den Vorlaufverteilerkopf 8 strömt das Temperiermedium zu den in 8 im Querschnitt ebenfalls dargestellten vorgeschalteten Vorlaufverteilerkanälen 11, 12 und von dort in die Vorlaufverteilerkanäle 43 in den Umströmungsverteilerkanälen 19 und 20. Das Temperiermedium gelangt vom Vorlaufverteilerkanal 43 im Umströmungsverteilerkanal 19 in die Wärmetauscherkanäle 52, 54 und 56. Vom Vorlaufverteilerkanal des Umströmungsverteilerkanals 20 gelangt das Temperiermedium in die Wärmeaustauscherkanäle 51, 53 und 55. Die Strömungsrichtungen des Temperiermediums in den Wärmeaustauscherkanälen 51, 53 und 55 sind entegegengesetzt zu denjenigen in den Wärmeaustauscherkanälen 52, 54, 56. Von den Wärmeaustauscherkanälen 51, 53 und 55 gelangt das Temperiermedium über die Öff nungen 60 und 41 in die wärmeaustauscherkanäle 34, 36 und 38 und verlässt diese jeweils im Rücklaufsammelkanal 44 des Umströmungsverteilerkanals 19. Von den Wärmeaustauscherkanälen 52, 54, 56 gelangt das Temperiermedium über die Öffnungen 60,41 je in die Wärmeaustauscherkanäle 35, 37 und 39 und verlässt diese jeweils im Rücklaufsammelkanal 44 des Umtrömungsverteilerkanals 20. Die Strömungsrichtungen des Temperiermediums sind somit auch in benachbarten Kanälen der Reihe von Wärmeaustauscherkanälen 34 bis 39 gegenläufig. Die gegenläufigen Strömungsrichtungen in jeweils zwei nebeneinander liegenden Wärmeaustauscherkanälen bewirkt in allen Speicherzellen 2 unabhängig von ihrer Lage in der jeweiligen Reihe 3, 4, 5 oder 6 eine weitgehend homogene Temperatur.Via the flow distributor head 8th the temperature control medium flows to the in 8th in cross section also shown upstream flow distribution channels 11 . 12 and from there into the flow distribution channels 43 in the bypass distribution channels 19 and 20 , The temperature control medium passes from the flow distribution channel 43 in Umströmungsverteilerkanal 19 in the heat exchanger channels 52 . 54 and 56 , From the flow distribution channel of the flow distribution manifold 20 the temperature control medium enters the heat exchanger channels 51 . 53 and 55 , The flow directions of the tempering in the heat exchanger channels 51 . 53 and 55 are opposite to those in the heat exchanger channels 52 . 54 . 56 , From the heat exchanger channels 51 . 53 and 55 the temperature control medium passes through the openings 60 and 41 into the heat exchanger channels 34, 36 and 38 and leaves these each in the return collection channel 44 of Umströmungsverteilerkanals 19 , From the heat exchanger channels 52 . 54 . 56 the temperature control medium passes through the openings 60 . 41 each in the heat exchanger channels 35 . 37 and 39 and leaves these each in the return collection channel 44 of the flow distribution channel 20 , The flow directions of the tempering medium are thus also in adjacent channels of the series of heat exchanger channels 34 to 39 in opposite directions. The opposite flow directions in each case two adjacent heat exchanger channels causes in all memory cells 2 regardless of their location in each row 3 . 4 . 5 or 6 a largely homogeneous temperature.

Von einem aus zwei Hälften zusammengesetzten Kanalbauteil ist in 9 in Seitenansicht die eine Hälfte 64 und in 10 die andere Hälfte 65 in Seitenansicht dargestellt. Die beiden Hälften 64, 65 haben jeweils in Längsrichtung der Speicherzellenreihen 3 bis 6 eine wellenförmige Oberfläche. In der Hälfte 64, deren Enden in die Vorlaufverteilerkanäle 66 und 67 ragen, befinden sich Wärmeaustauscherkanäle 68, 69 70, 71, 72 und 73. In die Wärmeaustauscherkanäle 69, 71 und 73 wird über Öffnungen 74 an den einen Enden bei zusammengesetzten, z. B. miteinander verklebten, Hälften 64, 65 und Einbau in einen Energiespeicher 1 das Temperiermedium eingespeist. In die Wärmeaustauscherkanäle 68, 70 und 72 wird über Öffnungen 74 an den einen Enden ebenfalls Temperiermedium von dem Vorlaufverteilerkanal 67 aus eingespeist. An den anderen Enden der Wärmeaustauscherkanäle 68, 70, 72 gelangt das Temperiermittel über nicht näher dargestellte Umlenkkanalabschnitte jeweils in die Enden von Wärmeaustauscherkanälen 75, 77 und 79. Aus den Wärmeaustauscherkanälen 75, 77, 79 strömt das Temperiermittel in einen Rücklaufsammelkanal 81. An den anderen Enden der Wärmeaustauscherkanäle 69, 71, 73 strömt das Temperiermittel über nicht dargestellte Umlenkkanalabschnitte wie Öffnungen in die Wärmeaustauscherkanäle 76, 78 und 80, von denen aus das Temperiermittel in einen Rücklaufsammelkanal 82 fließt. Auch bei dem aus zwei zusammengesetzten Hälften bestehenden Kanalbauteil fließen somit in benachbarten Wärmeaustauscherkanälen immer gegenläufige Ströme des Temperiermediums.From a composite of two halves channel component is in 9 in side view one half 64 and in 10 the other half 65 shown in side view. The two halves 64 . 65 each have in the longitudinal direction of the memory cell rows 3 to 6 a wavy surface. In half 64 whose ends into the flow distribution channels 66 and 67 protrude, there are heat exchanger channels 68, 69 70, 71, 72 and 73 , Into the heat exchanger channels 69, 71 and 73 is about openings 74 at one end at composite, z. B. glued together, halves 64 . 65 and installation in an energy storage 1 the temperature control medium fed. Into the heat exchanger channels 68, 70 and 72 is about openings 74 at the one ends also tempering of the flow distribution channel 67 fed from. At the other ends of the heat exchanger channels 68, 70, 72 enters the temperature control over not shown Umlenkkanalabschnitte each in the ends of heat exchanger channels 75 . 77 and 79 , From the heat exchanger channels 75 . 77 . 79 the temperature control medium flows into a return collection channel 81 , At the other ends of the heat exchanger channels 69 . 71 . 73 the temperature control flows through not shown Umlenkkanalabschnitte as openings in the heat exchanger channels 76 . 78 and 80 , from which the temperature control in a return collection channel 82 flows. Even in the case of the channel component consisting of two composite halves, countercurrent streams of the tempering medium thus always flow in adjacent heat exchanger channels.

Der in 13 im Querschnitt dargestellte Verteilerkopf, z. B. der Vorlaufverteilerkopf 8 weist einen Anschluß 83 für die Verbindung zu einem externen Kühler oder Klimagerät und zwei Anschlüsse 84, 85 für die Verbindung zu vorgeschalteten Vorlaufverteilerkanälen 11, 12 sowie einen Flansch 86 auf. Mit dem Flansch 86 ist der Verteilerkopf 8 am Gehäuse 18 befestigt. Der Rücklaufverteilerkopf hat den gleichen Aufbau.The in 13 shown in cross-section header, z. B. the flow distributor head 8th has a connection 83 for connection to an external radiator or air conditioner and two connections 84 . 85 for connection to upstream flow distribution channels 11 . 12 and a flange 86 on. With the flange 86 is the distributor head 8th on the housing 18 attached. The return manifold head has the same structure.

In l4 ist in Seitenansicht eine elektrochemische Speicherbatterie mit ihrem Batteriegehäuse 87 und einem externen Kühlkreislauf dargestellt, der einen Kühler 88 und eine Umwälzpumpe 89 für das Kühlmedium aufweist. Die 15 zeigt die Speicherbatterie von der anderen Seite aus. Die Speicherbatterie ist in 16 in der Ansicht von unten dargestellt. Es sind drei Lüfter 90 vorhanden, die einen Luftstrom durch den Kühler 88 treiben. Der Kühler 88 ist in 16 perspektivisch dargestellt. Eine Vorlaufleitung 91 ist an die Umwälzpumpe 89 angeschlossen. Ein Teil der Rücklaufleitung 92 ist in 6 ebenfalls dargestellt.In l4 is a side view of an electrochemical storage battery with its battery case 87 and an external refrigeration circuit showing a radiator 88 and a circulation pump 89 for the cooling medium. The 15 shows the storage battery from the other side. The storage battery is in 16 shown in the view from below. There are three fans 90 present, which is a flow of air through the radiator 88 float. The cooler 88 is in 16 shown in perspective. A supply line 91 is to the circulation pump 89 connected. Part of the return line 92 is in 6 also shown.

Die Kanalbauteile 7, 22, 23, 24, 25 bestehen aus Metall insbesondere Aluminium, wenn die Speicherzellen 2 ein elektrisch isoliertes Gehäuse haben. Bei Speicherzellen mit elektrisch leitendem, an die Kanalbauteile angrenzendem Gehäuseteil sind die Kanalbauteile aus nichtleitendem Material, z. B. Kunststoff, hergestellt. In solchen Kunststoff-Kanalbauteilen sind die Wärmetauscherkanäle an die wellenförmige Struktur angepasst.The channel components 7 . 22 . 23 . 24 . 25 are made of metal, especially aluminum, if the memory cells 2 have an electrically insulated housing. In memory cells with electrically conductive, adjacent to the channel components housing part, the channel components of non-conductive material, eg. As plastic. In such plastic channel components, the heat exchanger channels are adapted to the undulating structure.

Wenn der Energiespeicher prismatische Zellen enthält, werden Kanalbauteile mit ebenen Außenflächen verwendet.If the energy store prismatic Contains cells, Channel components with flat outer surfaces are used.

Der erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeicher wird vorteilhafterweise in einem Elektrofahrzeug eingesetzt. Ein solches Fahrzeug kann insbesondere eine Brennstoffzelle als Hauptenergiequelle haben. Der Energiespeicher liefert die Energie für die dynamischen Bewegungsvorgänge, da die Brennstoffzelle eine gewisse Trägheit hat.The electrochemical energy store according to the invention is advantageously used in an electric vehicle. On such vehicle may in particular be a fuel cell as a main source of energy to have. The energy storage supplies the energy for the dynamic movement processes, since the fuel cell has a certain inertia.

Claims (13)

Elektrochemischer Energiespeicher mit einer Wärmeaustauscherstruktur und mehreren elektrochemischen, jeweils in wenigstens zwei benachbarten Reihen nebeneinander angeordneten, gleich geformten Speicherzellen, die in der Wärmeaustauscherstruktur angeordnet sind, die von einem Temperiermedium durchströmte Wärmeaustauscherkanäle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Reihen von Speicherzellen (2) ein an den Speicherzellen (2) anliegendes Kanalbauteil vorgesehen ist, das in zwei nebeneinander angeordneten Reihen in Längsrichtung der Reihen (3, 4, 5, 6) von Speicherzellen (2) verlaufende, nebeneinander in jeder der beiden Reihen angeordnete Wärmeaustauscherkanäle (51, 52, 53, 54, 55, 56; 34, 35, 36, 37, 38, 39) aufweist, dass an den Enden der Reihen (3 bis 6) von Speicherzellen (2) je ein Vorlaufverteilerkanal (43) und je ein Rücklaufsammelkanal (44) angeordnet ist, dass benachbarte Wärmeaustauscherkanäle (51, 52, 53, 54, 55, 56) in der einen Reihe jeweils an ihren einen Enden mit dem an einem und dem am anderen Ende der Reihe von Speicherzellen angeordneten Vorlaufverteilerkanal (43) für die Einspeisung des Temperiermediums in zueinander entgegengesetzten Strömungsrichtungen in die benachbarten Wärmeaustauscherkanäle verbunden sind, dass jeder Wärmeaustauscherkanal (51, 51, 52, 53, 54, 55, 56) in der einen Reihe an seinem anderen Ende mit dem Ende des in der anderen Reihe benachbarten Wärmetauscherkanals (34, 35, 36, 37, 38, 39) verbunden ist und dass die anderen Enden der Wärmeaustauscherkanäle (34, 35, 36, 37, 38, 39) der anderen Reihe entsprechend ihrer Lage am Ende der Reihe mit dem Rücklaufsammelkanal 44) an dem einen oder dem anderen Ende der Reihen (3, 4, 5, 6) von Speicherzellen (2) verbunden sind.Electrochemical energy store having a heat exchanger structure and a plurality of electrochemical, in each case in at least two adjacent rows of juxtaposed, uniformly shaped memory cells, which are arranged in the heat exchanger structure, which has a temperature control medium through which heat exchange channels, characterized in that between the rows of memory cells ( 2 ) on the memory cells ( 2 ) provided adjacent channel component is that in two juxtaposed rows in the longitudinal direction of the rows ( 3 . 4 . 5 . 6 ) of memory cells ( 2 ), juxtaposed in each of the two rows heat exchanger channels ( 51 . 52 . 53 . 54 . 55 . 56 ; 34 . 35 . 36 . 37 . 38 . 39 ), that at the ends of the rows ( 3 to 6 ) of memory cells ( 2 ) each one flow distribution channel ( 43 ) and one return collection channel ( 44 ) is arranged that adjacent heat exchanger channels ( 51 . 52 . 53 . 54 . 55 . 56 ) in the one row each at their one ends with the flow distribution channel arranged at one end and at the other end of the row of storage cells (US Pat. 43 ) are connected to the inlet of the tempering medium in opposite directions of flow in the adjacent heat exchanger channels that each heat exchanger channel ( 51 . 51 . 52 . 53 . 54 . 55 . 56 ) in one row at its other end with the end of the heat exchanger channel adjacent in the other row ( 34 . 35 . 36 . 37 . 38 . 39 ) and that the other ends of the heat exchanger channels ( 34 . 35 . 36 . 37 . 38 . 39 ) of the other row according to their position at the end of the row with the return collection channel 44 ) at one or the other end of the rows ( 3 . 4 . 5 . 6 ) of memory cells ( 2 ) are connected. Elektrochemischer Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den nach außen gerichteten Seiten der Speicherzellen (2) an den Außenseiten des Energiespeichers (1) jeweils ein Kanalbauteil (7, 22) vorgesehen ist, dessen den Speicherzellen (2) zugewandte Seiten an den Speicherzellen (2) anliegt und dessen den Speicherzellen abgewandte Seite eben ist.Electrochemical energy store according to claim 1, characterized in that on the outwardly facing sides of the memory cells ( 2 ) on the outside of the energy store ( 1 ) each a channel component ( 7 . 22 ) is provided, whose memory cells ( 2 ) facing sides of the memory cells ( 2 ) and its side facing away from the memory cells is flat. Elektrochemischer Energiespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkanäle (43) für den Vorlauf und die Rücklaufsammelkanäle (44) jeweils neben den Enden der Reihen (3, 4, 5, 6) von Speicherzellen (2) zwischen den beiden äußeren Reihen (3, 6) von Speicherzellen (2) abwechselnd mit ihren Enden über die Speicherzellen beiderseits vorstehend parallel zueinander angeordnet sind.Electrochemical energy store according to claim 1 or 2, characterized in that the distribution channels ( 43 ) for the flow and the return collection channels ( 44 ) each next to the ends of the rows ( 3 . 4 . 5 . 6 ) of memory cells ( 2 ) between the two outer rows ( 3 . 6 ) of memory cells ( 2 ) are arranged alternately with their ends on the memory cells on both sides above parallel to each other. Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkanäle (43) für den Vorlauf an den beiden Enden der Speicherzellenreihen (3, 4, 5, 6) an ihren, an einer Seite über die Reihen der Speicherzellen (2) vorstehenden Enden je mit einem vorgeschalteten Verteilerkanal (11, 12) für den Vorlauf verbunden sind, der nahe an den Enden der Speicherzellenreihen (3, 4, 5, 6) auf einer Seite des Energiespeichers (1) sich zwischen den Speicherzellen der äußeren Reihen (3, 6) erstreckt.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding claims, characterized in that the distribution channels ( 43 ) for the flow at the two ends of the memory cell rows ( 3 . 4 . 5 . 6 ) at their, on one side across the rows of memory cells ( 2 ) projecting ends each with an upstream distribution channel ( 11 . 12 ) are connected to the lead, which is close to the ends of the memory cell rows ( 3 . 4 . 5 . 6 ) on one side of the energy store ( 1 ) between the memory cells of the outer rows ( 3 . 6 ). Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufsammelkanäle (44) an den beiden Enden der Speicherzellenreihen (3, 4, 5, 6) auf der anderen Seite des Energiespeichers mit ihren über die Speicherzellen (2) vorstehenden Enden mit einem nachgeschalteten Rücklaufkanal (16, 17) verbunden sind, der nahe an den Enden der Speicherzellenreihen (3, 4, 5, 6) sich zwischen den Speicherzellen der äußeren Reihen (3, ) erstreckt.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding claims, characterized in that the return collection channels ( 44 ) at the two ends of the memory cell rows ( 3 . 4 . 5 . 6 ) on the other side of the energy store with their via the memory cells ( 2 ) projecting ends with a downstream return channel ( 16 . 17 ) close to the ends of the memory cell rows ( 3 . 4 . 5 . 6 ) between the memory cells of the outer rows ( 3 extends). Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden vorgeschalteten Verteilerkanäle (11, 12) für den Vorlauf und die beiden nachgeschalteten Rücklaufsammelkanäle (16, 17) je über eine Rohrleitung (9, 10; 14, 15) mit Ausgängen eines Vorlaufverteilerkopfs (8) bzw. mit Eingängen eines Rücklaufverteilerkopfs (13) verbunden, wobei der Eingang des Vorlaufverteilerkopfs (8) und der Ausgang des Rücklaufverteilerkopfs an eine externe Kühleinrichtung oder an einen Klimaanlagenkompressor angeschlossen sind.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding claims, characterized in that the two upstream distribution channels ( 11 . 12 ) for the flow and the two downstream return collection channels ( 16 . 17 ) each via a pipeline ( 9 . 10 ; 14 . 15 ) with outputs of a flow distributor head ( 8th ) or with inputs of a return distributor head ( 13 ), wherein the input of the flow distributor head ( 8th ) and the exit of the return header are connected to an external cooling device or to an air conditioning compressor. Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalbauteile (7, 22, 23, 24, 25) an ihren, den Speicherzellen zugewandten Seiten eine wellenförmige Struktur (26) mit an die zylindrischen Gehäuse der Speicherzellen (29) angepassten halbzylindrischen Vertiefungen aufweisen.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding claims, characterized in that the channel components ( 7 . 22 . 23 . 24 . 25 ) at its, the memory cell-facing sides of a wavy structure ( 26 ) with the cylindrical housing of the memory cells ( 29 ) have adapted semi-cylindrical recesses. Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Speicherzellen mit elektrisch leitenden, an die Kanalbauteile anliegenden Gehäuseteilen die Kanalbauteile aus elektrisch isolierendem Material bestehen.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding Claims, characterized in that in memory cells with electrically conductive, The housing components adjacent to the channel components housing parts consist of electrically insulating material. Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Speicherzellen mit elektrisch isolierenden, an die Kanalbauteile anliegenden Gehäuseteilen die Kanalbauteile aus Metall bestehen.Electrochemical energy store according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that in memory cells with electrically insulating, The housing components adjacent to the channel components housing parts Made of metal. Elektrochemischer Energiespeicher Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Aluminium ist.Electrochemical energy storage device according to claim 9, characterized that the metal is aluminum. Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalbauteile aus einzeln gefertigten Bauteilen zusammengesetzt (64, 65) sind.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding claims, characterized in that the channel components composed of individually manufactured components ( 64, 65 ) are. Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlaufverteilerkopf (8) und der Rücklaufverteilerkopf (13) in einem Kreislauf mit einer Umwälzpumpe (89) und einem Kühler (88) angeordnet sind.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flow distributor head ( 8th ) and the return manifold head ( 13 ) in a circuit with a circulation pump ( 89 ) and a cooler ( 88 ) are arranged. Elektrochemischer Energiespeicher nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung in einem Elektrofahrzeug.Electrochemical energy store according to at least one of the preceding Claims, characterized by the arrangement in an electric vehicle.
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