DE202007017390U1 - Wärmeaustauscher-Vorrichtung für einen elektrochemischen Energiespeicher - Google Patents

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Abstract

Wärmeaustauscher-Vorrichtung für einen elektrochemischen Energiespeicher in Form wenigstens eines Zellenpakets (1), das aus einer Mehrzahl von parallel zueinander und in wenigstens einer Reihe nebeneinander angeordneten Speicherzellen (2) gebildet ist, die an wenigstens einer Stirnseite des Zellenpakets (1) mit elektrischen Anschlusspolen (2a, 2b) versehen sind, enthaltend ein Gehäuse (3) mit wenigstens einer zur Aufnahme des Zellenpakets (1) bestimmten Kammer (4) und wenigstens einen Wärmeaustauschkörper (7), der der Stirnseite des Zellenpakets (1) wärmeleitend, jedoch elektrisch isoliert gegenüber steht und zur Durchströmung eines Fluids eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauschkörper (7) wenigstens eine mit Nuten (9) versehene Wärmeaustauscherplatte (8a, 8b) und in den Nuten (9) angeordnete, in diesen festgelegte Rohrabschnitte (11) enthält, die Teile einer einen Eingang (14) und einen Ausgang aufweisenden, durchgehenden Rohrschlange sind, und dass der Wärmeaustausch mit den Speicherzellen (2) über zwischen dem Wärmeaustauschkörper (7) und den Anschlusspolen (2a, 2b) und/oder diese verbindenden Polverbindern angeordnete Kontaktfedern (10) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmeaustauscher-Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
  • Wärmeaustauscher-Vorrichtungen dieser Art dienen insbesondere zur Temperierung von elektrischen Energiespeichern in Form von Hochleistungs-Batterien wie z. B. Nickel/Metallhydrid- oder Lithium-Ionen-Batterien, die zunehmend in Kraftfahrzeugen mit Hybrid- oder Elektroantrieben angewendet werden. Da derartige Energiespeicher bevorzugt bei Temperaturen von ca. 20°C bis 25°C betrieben werden, um eine hohe Leistung zu gewährleisten und Beschädigungen der Speicherzellen durch zu große Wärmeentwicklung zu vermeiden, erfordern sie eine effiziente Temperierung. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Wärmeaustauscher-Vorrichtungen vorzusehen, die eine Anzahl von Umströmungskanälen aufweisen, die die Umfangsflächen der meistens zylindrischen Speicherzellen zumindest teilweise umgeben, von einem Temperierungsmedium durchströmt werden und an Verteilerkästen enden (z. B. DE 10 2004 005 394 A1 , DE 10 2006 008 885 B3 , DE 10 2006 015 568 B3 ). Die Umströmungskanäle sind z. B. in durch Spritzgießen oder Tiefziehen hergestellten, wellenförmig gebogenen Kunststoffplatten ausgebildet.
  • Zur Kühlung der Zellenpakete von Hochtemperatur-Speicherbatterien, die aus zylin drischen, mit Betriebstemperaturen von ca. 350°C arbeitenden Speicherzellen auf der Basis von Natrium und Schwefel zusammengesetzt sind, sind ferner bereits Wärmeaustauscher-Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Gattung bekannt ( DE 32 42 901 C2 ), die den Wärmeaustausch nicht über die Umfangsflächen, sondern über die Stirnflächen der Speicherzellen bewirken. Zu diesem Zweck stehen diesen Stirnflächen jeweils Wärmeaustauschkörper gegenüber, die wärmeleitend, jedoch elektrisch isoliert mit den stirnseitigen Anschlusspolen (Elektroden) verbunden sind. Die Wärmeaustauschkörper bestehen aus Platten, in denen nicht näher dargestellte Kühlschleifen für die Durchleitung eines Kühlmediums angeordnet sind.
  • Schließlich ist es zur Kühlung von Stapeln aus flächigen statt zylindrisch ausgebildeten Brennstoffzellen bekannt ( DE 34 15 191 C2 ), zwischen deren die Elektroden bildenden Breitseiten einzelne Wärmeaustauscher-Vorrichtungen in Form von Rohrschlangen vorzusehen, die mit je einem als Sammelleitung wirkenden Eintritts- bzw. Austrittsrohr für ein Fluid verbunden sind.
  • Die beschriebenen Wärmeaustauscher-Vorrichtungen sind insbesondere für den Anwendungsbereich in Kraftfahrzeugen noch nicht vollends befriedigend. Ihre Herstellung ist kompliziert und erfordert zumindest teilweise aufwändige Arbeitsschritte. Außerdem tragen sie nicht ausreichend den Forderungen Rechnung, die sich speziell im Automobilbereich ergeben.
  • Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, die Wärmeaustauscher-Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, dass sie einfach herstellbar ist und den durch die Kraftfahrzeugtechnik gestellten Anforderungen besser als bisher gerecht wird.
  • Gelöst wird dieses Problem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass sie eine einfache, vergleichsweise preisgünstig herstellbare und über die Stirnseiten der Zellenpakete wirksame Vor richtung vorschlägt. Da die verschiedenen Rohrabschnitte eine durchgehende Rohrschlange bilden, ergeben sich keine Leckageprobleme, die nahezu unvermeidlich sind, wenn wie beim Stand der Technik zahlreiche Kanal- oder Rohrabschnitte durch einzelne Verbindungselemente miteinander oder mit zusätzlich vorhandenen Sammelleitungen od. dgl. verbunden werden müssen. Schließlich bringt die Anwendung von Kontaktfedern als Wärmeübertragungselemente den Vorteil mit sich, dass auf einfache Weise die bei Speicherzellen der hier interessierenden Art bestehenden Toleranzunterschiede ausgeglichen werden können.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Wärmeaustauscher-Vorrichtung;
  • 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der 1 durch ein Zellenpaket;
  • 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der 1 mit einem schematisch dargestellten Zellenpaket vor dessen Anordnung in der Wärmeaustauscher-Vorrichtung;
  • 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der 3;
  • 5 eine der 3 entsprechende Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher-Vorrichtung, wobei außerdem einige Kontaktfedern derselben in vergrößerten Einzelheiten dargestellt sind;
  • 6 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Wärmeaustauscherplatte; und
  • 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der 6.
  • Wie insbesondere 1 bis 3 zeigen, dient eine erfindungsgemäße Wärmeaustauscher-Vorrichtung zur Temperierung, insbesondere Kühlung von elektrochemischen Energiespeichern, die wenigstens ein Zellenpaket 1 aufweisen, das aus einer Mehrzahl von parallel zueinander und in wenigstens einer Reihe nebeneinander angeordneten Speicherzellen 2 gebildet ist. Die Speicherzellen 2 können z. B. aus üblichen, zylindrischen Nickel/Metallhydrid- oder Lithium-Ionen-Batterien bestehen. Im Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, dass die Speicherzellen 2 an ihren beiden entgegengesetzten Stirnseiten mit elektrischen Anschlusspolen 2a, 2b versehen sind. Diese Anschlusspole 2a, 2b sind in bekannter und daher nicht dargestellter Weise mit flachen Polverbindern, die nicht über die Stirnflächen der Anschlusspole 2a, 2b nach außen ragen, elektrisch leitend verbunden.
  • Nach 1 und 3 enthält die Wärmeaustauscher-Vorrichtung ein allgemein mit dem Bezugszeichen 3 versehenes Gehäuse, das wenigstens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Kammern 4 aufweist, die zur Aufnahme je eines Zellenpakets 1 dienen. Das in 1 und 3 dargestellte Gehäuse 3 ist im Wesentlichen quaderförmig, parallel zu einer Längsachse 5 vergleichsweise lang ausgebildet und in Richtung der Längsachse 5 mit insgesamt vier, neben- bzw. hintereinander angeordneten Kammern 4 versehen. Jede Kammer 4 ist so ausgebildet, dass die Achsen der zylindrischen Speicherzellen 2 nach dem richtigen Einlegen der Zellenpakete 1 in die Kammern 4 parallel zur Längsachse 5 angeordnet sind.
  • Wie insbesondere 1 und 3 zeigen, weist das Gehäuse 3 zwei über seine ganze Länge erstreckte, zur Längsachse 5 parallele Seitenwände 6a und 6b auf, die sich quer zur Längsachse 5 mit einem der Breite der Zellenpakete 1 entsprechenden Abstand gegenüberstehen. Senkrecht zu den Seitenwänden 6 und zwischen ihnen sind plattenförmige Wärmeaustauschkörper 7 angeordnet, die sich in Richtung der Längsachse 5 mit Abständen gegenüberstehen, die im Wesentlichen der Länge eines Zellenpakets 1 entsprechen, und mit ihren Enden vorzugsweise durch Kleben mit den Seitenwänden 6a und 6b verbunden sind. Dadurch bilden die beiden Seitenwände 6a und 6b mit je zwei Wärmeaustauschkörpern 7 eine der Kammern 4.
  • Die Wärmeaustauschkörper 7 sind im Ausführungsbeispiel aus je zwei, mit ihren Breitseiten aneinander liegenden Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b gebildet, die auf ihren einander zugewandten Breitseiten mit Nuten 9 und auf den entgegengesetzten Breitseiten mit Kontaktfedern 10 versehen sind. Die Nuten 9 sind vorzugsweise halbkreisförmig und so ausgebildet und angeordnet, dass die Nuten 9 von einander anliegenden Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b je einen geschlossenen Kanal bilden, der je einen Rohrabschnitt 11 aufnimmt. Diese Rohrabschnitte 11 sind in den Nuten 9 vorzugsweise durch Kleben festgelegt und erstrecken sich im Ausführungsbeispiel quer zur Längsachse 5 und parallel zu einem die beiden Seitenwände 6a und 6b des Gehäuses 3 verbindenden Bodenteil 12. Die Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b und die Rohrabschnitte 11 bestehen aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium, und sind durch zwischen ihnen liegende weitere Rohrabschnitte zu einer durchgehenden, einstückig hergestellten Rohrschlange verbunden, die an einem ausgewählten Ende des Gehäuses 3 je einen Eingang und Ausgang hat, wie in 1 durch ein Bezugszeichen 14 angedeutet ist, der zum Anschluss der Rohrschlange an je eine Zuführ- und Abführleitung für ein die Rohrabschnitte 11 durchströmendes Fluid, z. B. Kühlwasser oder ein Kältemittel dient.
  • Der Abstand der Wärmeaustauschkörper 7 voneinander ist etwas größer gewählt, als der in Richtung der Längsachse 5 gemessenen Länge der Speicherzellen 2 bzw. den Abständen der Stirnflächen von deren Anschlusspolen 2a, 2b entspricht. Der Wärmeaustausch bzw. die Temperierung der Speicherzellen 2 erfolgt mit Hilfe der Kontaktfedern 10, die so an den Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b angebracht sind, dass nach dem Einlegen eines Zellenpakets 1 in eine Kammer 4 jedem Anschlusspol 2a, 2b des Zellenpakets 1 je eine zugeordnete Kontaktfeder 10 gegenübersteht. Je nach Zellenkonstruktion können die Kontaktfedern 10 auch so ausgebildet und angeordnet werden, dass sie ausgewählten Polverbindern gegenüber stehen. Außerdem sind die Kontaktfedern so bemessen, dass sie im eingelegten Zustand der Zellenpakete 1 mit leichtem Federdruck an den Stirnflächen der zugeordneten Anschlusspole 2a, 2b und/oder Polverbinder anliegen. Dadurch wird einerseits ein guter Wärmeaustausch sichergestellt und andererseits erreicht, dass durch die Kontaktfedern 10 etwaige Längentoleranzen der Speicherzellen 2 und Abstandstoleranzen der Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b ausgeglichen werden. Zwischen die Anschlußpole 2a, 2b und die Kontaktfedern 10 wird außerdem eine dünne, aus Kunststoff od. dgl. bestehende Folie gelegt, um die Kontaktfedern 10 elektrisch von den Anschlußpolen 2a, 2b zu entkoppeln, ohne dadurch den gewünschten Wärmeübergang von den Anschlußpolen 2a, 2b über die Kontaktfedern 10 zu den Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b wesentlich zu beeinträchtigen.
  • Die Zahl der pro Wärmeaustauscherplatte 8a, 8b vorhandenen Rohrabschnitte 11, deren Durchmesser und deren räumliche Lage zwischen den Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b sind im Prinzip beliebig und werden in Abhängigkeit von der im Einzelfall erforderlichen Temperierung gewählt.
  • Ein derzeit für am besten gehaltenes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, die aus 3 ersichtlichen Rohrabschnitte 11 nicht irgendwie, sondern durch in den Seitenwänden 6a und 6b angeordnete Rohrabschnitte 15 (1) zu verbinden, die wie die Rohrabschnitte 11 Teile der durch das Gehäuse 3 erstreckten, einstückigen Rohrschlange sind. Zu diesem Zweck sind die Innenseiten der Seitenwände 6a und 6b mit den Nuten 9 entsprechenden, zu den Kammern 4 hin offenen Nuten versehen, in denen die weiteren Rohrabschnitte 15 ebenfalls durch Kleben festgelegt sind.
  • Aus 4, die einen zum Bodenteil 12 parallelen Horizontalabschnitt durch das Gehäuse 3 zeigt, ist ein oberer Teil einer kompletten, aus den Rohrabschnitten 11 und 15 gebildeten Rohrschlange ersichtlich. Die Rohrschlange erstreckt sich vom Eingang 14, der am einen Ende des Gehäuses 3 aus der zugehörigen Seitenwand 6a herausgeführt ist, zunächst längs eines ersten Rohrabschnitts 11a. Dieser ist beim Erreichen der gegenüber liegenden Seitenwand 6b um ca. 90° umgebogen und dort in eine in der Seitenwand 6b ausgebildete, nach innen offenen Nut eingelegt. Von dort aus erstreckt sich ein Rohrabschnitt 15a bis zum nächsten Wärmeaustauschkörper 7, wo die Rohrschlange an einer Stelle 17 erneut um ca. 90° umgebogen ist, um einen im Wärmeaustauschkörper 7 angeordneten Rohrabschnitt 11b überzugehen. An der gegenüber liegenden Seitenwand 6a erfolgt an einer Stelle 18 erneut eine Umbiegung um ca. 90° und ein Übergang in einen in der Seitenwand 6a angeordneten Rohrabschnitt 15b usw., bis der letzte Wärmeaustauschkörper 7 der Wärmeaustauscher-Vorrichtung erreicht ist, der an dem dem Eingang 14 gegenüber liegenden Ende des Gehäuses 3 angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich im Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen mäanderförmiger Verlauf eines oberen Teils der Rohrschlange, deren Rohrabschnitte 11a, 11b, 15a, 15b im Wesentlichen in einer Ebene liegen, die in einem oberen Bereich des Gehäuses 3 angeordnet ist.
  • An einer Stelle 19, die dem Ende eines letzten Rohrabschnitts 11c entspricht, weist ein dort befindlicher Wärmeaustauschkörper 7 oder ein Paar der diesen bildenden Wärmeaustauschplatten 8a, 8b einen durch Nuten gebildeten Kanal auf, der senkrecht zu der aus den Rohrabschnitten 11a, 11b, 15a, 15b gebildeten Ebene liegt und in Richtung des Bodenteils 12 verläuft. In diesem Kanal ist ein Rohrabschnitt 20 durch Kleben befestigt, der insbesondere aus 3 ersichtlich ist. Der Rohrabschnitt 20 dient dazu, die aus 4 ersichtliche Ebene von Rohrabschnitten 11, 15 mit einer zweiten, dazu parallelen, jedoch in einem unteren Bereich des Gehäuses 3 ausgebildeten Ebene von Rohrabschnitten 11, 15 zu verbinden, die zweckmäßig in derselben Weise mäanderförmig abwechselnd in den Seitenwänden 6a, 6b und in den Wärmeaustauschkörpern 7 erstreckt sind, wie dies aus 4 ersichtlich ist. Allerdings sind die Rohrabschnitte 15 der unteren Ebene zweckmäßig jeweils an derjenigen Seitenwand 6a, 6b angeordnet, die der mit den Rohrabschnitten 15a, 15b versehenen Seitenwand jeweils gegenüber liegt, so dass das Fluid die beiden, in einem der Wärmeaustauschkörper 7 angeordneten Rohrabschnitte 11 jeweils in entgegengesetzte Richtungen durchströmt.
  • Aus 4 ist im übrigen ersichtlich, dass vorzugsweise eine einzige, durch das gesamte Gehäuse 3 erstreckte Rohrschlange vorgesehen ist, die durch Verbiegung eines ursprünglich geraden Rohrs an den Stellen 16 bis 19 entsteht und an ihren Enden (z. B. Eingang 14) mit Anschlußelementen versehen wird. Das schließt aber nicht aus, dass auch andere Arten von Rohrschlangen und auch mehrere Rohrschlangen vorhan den sein können, die z. B. U-förmig durchströmt werden.
  • Durch die in den Seitenwänden 6a, 6b verlegten Rohrabschnitte 15 wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass die Speicherzellen 2 dadurch auch gegenüber außerhalb des Gehäuses 3 herrschende Umgebungstemperaturen geschützt werden. Insbesondere bei der Anordnung der beschriebenen Wärmeaustauscher-Vorrichtung im Bereich von Abgasanlagen od. dgl. von Kraftfahrzeugen können die Umgebungstemperaturen in der Nähe des Gehäuses 3 vergleichsweise hohe Werte annehmen. Ein die beschriebene Rohrschlange durchströmendes Kühlmedium führt dagegen nicht nur die in den Speicherzellen 2 erzeugte Wärme ab, sondern schirmt auch die Speicherzellen 2 vor Erwärmung von außen her ab.
  • Eine stabile Verbindung der Seitenplatten 6a und 6b, der Wärmeaustauscherplatten 8a und 8b des Bodenteils 12 und bei Bedarf zusätzlich vorhandener, stirnseitiger Endplatten (3) wird vorzugsweise dadurch erhalten, dass diese Teile an ihren Stoßflächen nach Art von Nut/Feder-Verbindungen ineinander gesteckt und durch Kleben miteinander verbunden werden.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach 1 bis 4 ist vorgesehen, die Wärmeaustauschkörper 7 bzw. Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b jeweils beidseitig mit Kontaktfedern 10 zu versehen. Dadurch werden die Speicherzellen 2 jeweils an den Stirnseiten beider Anschlusspole 2a, 2b temperiert. Dagegen zeigt 5 ein Ausführungsbeispiel, das dem nach 1 bis 4 bis auf den Unterschied entspricht, dass die Wärmeaustauschkörper 7 nur je auf einer Seite mit Kontaktfedern 10 versehen sind und die Speicherzellen 2 an den einen Stirnflächen direkt an den Wärmeaustauscherplatten 8b anliegen. Auch in diesem Fall werden die Speicherzellen 2 jedoch von beiden Stirnflächen her temperiert. Eine solche Variante ist kostengünstiger und dann zweckmäßig, wenn zum Ausgleich von Längentoleranzen jeweils eine Kontaktfeder 10 ausreichend ist.
  • Die Kontaktfedern 10 können unterschiedlich ausgebildet sein, wie oben rechts in 5 dargestellt ist. Im Beispiel nach 1 bis 5 sind einstückige Kontaktfedern 10a verwendet, die durch Kleben mit den Wärmeaustauschplatten 8a, 8b verbunden werden. Die Auswahl des Materials erfolgt hier insbesondere unter Berücksichtigung der erforderlichen Wärmeleitfähigkeit. Ergeben sich in einem solchen Fall ungünstige Federeigenschaften, dann werden zweckmäßig zweiteilige Kontaktfedern 10b verwendet (vgl. 5 oben rechts). Diese weisen z. B. zwei ineinander angeordnete Teile 22a, 22b auf. Das innen liegende Teil 22a ist beispielsweise aus einem Material mit einer guten, vorgewählten Federeigenschaft hergestellt, während das außen liegende Teil 22b aus einem Material mit einer guten, vorgewählten Wärmeleitfähigkeit besteht. Beide Teile 22a, 22b werden gemäß 5 ineinander gesteckt und durch Kleben, Aufwalzen oder ein anderes Verbindungsverfahren miteinander und mit den zugehörigen Wärmeaustauscherplatten 8a, 8b verbunden.
  • Eine derzeit für am besten gehaltene Ausbildung von Kontaktfedern 10c ist in 6 und 7 dargestellt. Ein entsprechend 5 ausgebildeter, nur einseitig mit Kontaktfedern versehener Wärmeaustauschkörper 7 enthält eine Wärmeaustauscherplatte 8b mit einem an ihr anliegenden, separaten Blech 23, aus dem die Kontaktfedern 10c durch einen Präge- und/oder Stanzvorgang herausgedrückt, aber an einer Längskante noch mit dem Blech 23 verbunden sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Klebevorgang wegfällt und alle Kontaktfedern 10c für eine Wärmeaustauscherplatte in einem Arbeitsgang gefertigt werden können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Das gilt insbesondere für die Zahl der pro Wärmeaustauscher-Vorrichtung vorgesehenen Kammern 4 und die Zahl der pro Zellenpaket 1 vorhandenen, hier zwanzig Speicherzellen 2. Weiter ist klar, dass die dargestellte Zellenform nur ein Beispiel darstellt und die beschriebene, stirnseitige Temperierung auch bei anderen Zellenformen möglich ist, insbesondere auch bei solchen, deren Anschlusspole 2a, 2b an einer und derselben Stirnseite angeordnet sind. Weiter können die Rohrabschnitte 11, 15 in anderen Muster in den Wärmeaustauschkörpern 7 und Seitenwänden 6a, 6b verlegt werden. Insbesondere könnten auch mehrere, voneinander unabhängige Rohrschlangen vorgesehen und diese von unter schiedlichen Medien durchströmt werden. Anstelle der beschriebenen Verbindungen durch Kleben können auch andere zweckmäßige Verbindungen vorgesehen werden. Ferner wäre es möglich, jeweils nur eine einzige Wärmeaustauscherplatte 6a oder 6b pro Wärmeaustauschkörper 7 vorzusehen und/oder die Nuten und Rohrabschnitte 11 auf derselben Breitseite dieser Wärmeaustauscherplatte wie die Kontaktfedern 10 anzuordnen, sofern die die Anschlusspole 2a, 2b verbindenden Polverbinder genügend Platz hierfür lassen. Weiterhin können nicht nur in Richtung der Längsachse 5, sondern auch quer dazu mehrere Kammern 4 für Zellenpakete 1 vorgesehen werden, wobei das erfindungsgemäße Prinzip auch an einer Wärmeaustauscher-Vorrichtung realisiert werden kann, die nur eine einzige Kammer 4 aufweist. Schließlich versteht sich, dass die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (11)

  1. Wärmeaustauscher-Vorrichtung für einen elektrochemischen Energiespeicher in Form wenigstens eines Zellenpakets (1), das aus einer Mehrzahl von parallel zueinander und in wenigstens einer Reihe nebeneinander angeordneten Speicherzellen (2) gebildet ist, die an wenigstens einer Stirnseite des Zellenpakets (1) mit elektrischen Anschlusspolen (2a, 2b) versehen sind, enthaltend ein Gehäuse (3) mit wenigstens einer zur Aufnahme des Zellenpakets (1) bestimmten Kammer (4) und wenigstens einen Wärmeaustauschkörper (7), der der Stirnseite des Zellenpakets (1) wärmeleitend, jedoch elektrisch isoliert gegenüber steht und zur Durchströmung eines Fluids eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauschkörper (7) wenigstens eine mit Nuten (9) versehene Wärmeaustauscherplatte (8a, 8b) und in den Nuten (9) angeordnete, in diesen festgelegte Rohrabschnitte (11) enthält, die Teile einer einen Eingang (14) und einen Ausgang aufweisenden, durchgehenden Rohrschlange sind, und dass der Wärmeaustausch mit den Speicherzellen (2) über zwischen dem Wärmeaustauschkörper (7) und den Anschlusspolen (2a, 2b) und/oder diese verbindenden Polverbindern angeordnete Kontaktfedern (10) erfolgt.
  2. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (4) durch den Wärmeaustauschkörper (7) und zwei quer dazu angeordnete, einander gegenüber liegende Seitenwände (6a, 6b) des Gehäuses (3) begrenzt ist.
  3. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) durch den Wärmeaustauschkörper (7) in wenigstens zwei, zur Aufnahme je eines Zellenpakets (1) bestimmte Kammern (4) unterteilt ist.
  4. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauschkörper (7) zwei aneinander liegende, mit einander zugewandten Nuten (9) versehene Wärmeaustauscherplatten (8a, 8b) enthält und die Rohrabschnitte (11) in von den Nuten (9) beider Wärmeaustauscherplatten (8a, 8b) gebildeten Kanälen angeordnet sind.
  5. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Zellenpakete (1), die an zwei Stirnseiten mit elektrischen Anschlusspolen (2a, 2b) versehen sind, an beiden Stirnseiten je ein Wärmeaustauschkörper (7) nach Anspruch 1 oder 4 gegenüber steht.
  6. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (6a, 6b) mit nach innen offenen Nuten versehen sind, in denen weitere Rohrabschnitte (15) der Rohrschlange angeordnet und durch Kleben festgelegt sind.
  7. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (10b) aus zwei ineinander angeordneten Teilen (22a, 22b) zusammengesetzt sind, wobei innen liegende Teile (22a) aus Materialien mit ausgewählten Federeigenschaften und außen liegende Teile (22b) aus Materialien mit ausgewählten Wärmeleitfähigkeiten bestehen.
  8. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (10a) einteilig ausgebildet sind und aus Materialien mit ausgewählten Wärmeleitfähigkeiten bestehen.
  9. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (10c) einstückig mit den Wärmeaustauscherplatten (8b) anliegenden Blechen (23) verbunden und durch Stanzen oder Prägen aus diesen herausgedrückt sind.
  10. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Seitenwände (6a, 6b) nach Anspruch 6, eine Mehrzahl quer dazu angeordneten, einseitig offene Kammern (4) bildenden Wärmeaustauschkörpern (7) nach Anspruch 1 oder 4, zwei Endplatten (21) und ein Bodenteil (12) zu einem im Wesentlichen quaderförmigen Gehäuse (3) zusammengesetzt sind.
  11. Wärmeaustauscher-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabschnitte (11) Teile von wenigstens zwei, von einander unabhängigen und bei Bedarf von unterschiedlichen Medien durchströmten Rohrschlangen sind.
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