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Title:
HEAT EXCHANGER STRUCTURE FOR A PLURALITY OF ELECTROCHEMICAL STORAGE CELLS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/007249
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchanger structure for a plurality of electrochemical storage cells, comprising at least one channel element through which a temperature-adjusting medium flows. Said channel element is provided with two strips of material that are arranged in parallel and that define a heat exchanger channel between them. Said strips of material are adapted in terms of shape to the storage cells. The invention further relates to the use of the inventive structures for example in an automotive battery.

Inventors:
BITSCHE OTMAR (DE)
GERMAN JOHANN (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/007491
Publication Date:
January 24, 2002
Filing Date:
June 29, 2001
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
BITSCHE OTMAR (DE)
GERMAN JOHANN (DE)
International Classes:
F28D21/00; F28D9/00; F28F1/08; H01M10/50; H01M10/613; H01M10/643; H01M10/6557; H01M10/6567; H01M50/213; H01M50/262; H01M50/291; (IPC1-7): H01M10/50; H01M2/10
Foreign References:
DE19849491C12000-01-05
EP0177225A11986-04-09
Attorney, Agent or Firm:
Weiss, Klaus (Intellectual Property Management FTP - C 106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Wärmetauscherstruktur für mehrere elektrochemische Speicherzellen (10), mit wenigstens einem von Temperierme dium durchströmten Kanalbauteil (20 ; 72,78,84 ; 102,104, 106), bei dem das Kanalbauteil (20 ; 72,78,84 ; 102,104, 106) an die Speicherzellen (10) angepasste Ausformungen (50,52) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Speicherzellen (10) in mehreren parallelen Lagen (12, 14 ; 74,76,86 ; 90,92,94,96) angeordnet sind, wobei das Temperiermedium in dem zwischen einer ersten und einer zweiten Lage (12,14 ; 74,76 ; 92,94) von Speicherzellen (10) betreffenden Kanalbauteil (20 ; 72 ; 100) entgegenge setzt zu dem Temperiermedium in dem zwischen der zweiten und einer dritten Lage (76,86 ; 94,96) von Speicherzellen (10) betreffenden Kanalbauteil (84 ; 102) und/oder in einem die zweite Lage (14) abschließenden Kanalbauteil (20) strömt.
2. Wärmetauscherstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Kanalbauteil (20 ; 72, 78, 84 ; 102, 104, 106) parallel zueinander angeordnete Materialstreifen (54,56 ; 108,110,126,128,130,132) aufweist, die zwischen sich einen Wärmetauscherkanal (68,70 ; 112,114,116) bilden.
3. Wärmetauscherstruktur nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Kanalbauteil (98,100,102) zwischen zwei Lagen (90,92,94,96) von Speicherzellen (10) aus zwei voneinan der getrennten Wärmetauscherkanälen (114,116) gebildet ist.
4. Wärmetauscherstruktur nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Temperiermedium zwischen zwei Lagen (94,96) von Speicherzellen (10) in den voneinander getrennten Wärmetau scherkanälen (114,116) in zwei entgegengesetzte Richtungen strömt.
5. Wärmetauscherstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Kanalbauteil (20 ; 72,78,84 ; 102,104,106) an benach barten Längskanten der Materialstreifen (54,56 ; 108, 110, 126,128,130,132) angeordnete Stützträger (58,60 ; 134, 136,142,144) mit jeweils einem sich zwischen die Materi alstreifen erstreckenden Abstandssteg (62 ; 138,140) auf weist.
6. Wärmetauscherstruktur nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Stützträger (58,60 ; 134,136,142,144) einen Fixier steg (64) aufweist, der sich senkrecht zum Abstandssteg (62 ; 138,140) erstreckt und an die Ausformungen (50,52) der Materialstreifen (54,56 ; 108, 110,126,128,130,132) angepasst ist.
7. Wärmetauscherstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen den beiden Materialstreifen (54,56) des Kanalbau teils (20) in deren mittleren Bereich ein sich in Längs richtung der Materialstreifen (54,56) erstreckender Ab standstreifen (66) vorgesehen ist.
8. Wärmetauscherstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Kanalbauteil (102) zwei Wärmetauscherkanäle (114,116) zwischen je zwei Materialstreifen (126,128,130,132) auf weist, wobei ein Wärmetauscherkanal (114) an einer Obersei te und der andere Wärmetauscherkanal (116) an einer Unter seite des Kanalbauteils (102) liegt, und dass zwei einstü ckige Stützträger (134,136) vorgesehen sind, die die vier Materialstreifen (126, 128,130,132) der beiden Wärmetau scherkanäle (114,116) an ihren jeweils benachbarten Längs kanten verbinden.
9. Wärmetauscherstruktur nach einem der vorstehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwei Kanalbauteile (20 ; 72,78,84 ; 102,104,106) zur Auf nahme wenigstens einer Speicherzelle (10) einander gegenü berliegend und so angeordnet sind, dass sich in entgegenge setzte Richtungen erstreckende Ausformungen gegenüberlie gen.
10. Wärmetauscherstruktur nach einem der vorstehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mehrere Kanalbauteile (20 ; 72, 78,84 ; 102, 104,106) im wesentlichen in einer Ebene (118) und parallel zueinander angeordnet sind und benachbarte Stirnseiten der Kanalbau teile (20 ; 72,78,84 ; 102,104,106) mit einem Verteiler (16,18) verbunden sind.
11. Wärmetauscherstruktur nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s wenigstens zwei Verteiler (16,18) vorgesehen sind, die durch wenigstens ein parallel zu den Kanalbauteilen (20) verlaufendes Fixierelement (22,24,26,28) verbunden sind.
12. Wärmetauscherstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Ausformungen (50,52) der Materialstreifen (54,56 ; 108,110,126,128,130,132) die Form von Zylindersegmen ten haben.
13. Wärmetauscherstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Materialstreifen (54,56) in Längsrichtung gesehen Aus formungen (50,52) mit abwechselnd entgegengesetzten Krüm mungen aufweisen.
14. Wärmetauscherstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Materialstreifen (108,110,126,128,130,132) in Längsrichtung gesehen Ausformungen mit gleichgerichteten Krümmungen aufweisen.
15. Verwendung einer Wärmetauscherstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche für einen elektrochemischen Energie speicher, insbesondere für ein Fahrzeug, mit mehreren Spei cherzellen (10).
Description:
Wärmetauscherstruktur für mehrere elektrochemische Speicherzellen Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscherstruktur für meh- rere elektrochemische Speicherzellen mit wenigstens einem von Temperiermedium durchströmten Kanalbauteil.

Aus der Patentschrift DE 198 49 491 Cl ist eine Vorrichtung zum Temperieren mehrerer elektrochemischer Speicherzellen bekannt, bei der Wärmetauscherkanäle zwischen mehreren La- gen quaderförmiger Speicherzellen angeordnet sind. Die Wär- metauscherkanäle münden in Verteiler und sind mit diesen zu einem starren, gitterförmigen Rahmen verbunden. Die Wärme- tauscherkanäle sind als Rohrelemente mit rechteckigem Quer- schnitt gestaltet und stützen die Speicherzellen ab. Zur Fixierung der Speicherzellen sind Distanzhalter vorgesehen, die innerhalb einer Lage von Speicherzellen diese in einem vorbestimmten Abstand voneinander festhalten. Darüber hin- aus ist jeweils aus der DE 90 02 249 U1 bzw. aus der EP 0 917 230 AI eine Wärmetauscherstruktur für mehrere elektro- chemische Speicherzellen mit wenigstens einem von Tempe- riermedien durchströmten Kanalbauteil bekannt. Dabei weist das Kanalbauteil der aus der EP 0917 230 AI offenbarten Wärmetauscherstruktur an die Speicherzellen angepasste Aus- formungen auf.

Mit der Erfindung soll eine Wärmetauscherstruktur für meh- rere elektrochemische Speicherzellen geschaffen werden, die bei einfachem Aufbau eine gute Temperierung der einzelnen Speicherzellen ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Wärmetauscherstruktur mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen. Indem ein Wärme- tauscher-kanal zwischen zwei parallelen Materialstreifen gebildet ist, die an die Speicherzellen angepasste Ausfor- mungen aufweisen, werden die Speicherzellen formschlüssig durch das Kanalbauteil gehalten. Damit sind keine zusatz- lich Distanz-oder Halteelemente erforderlich, um die Spei- cherzellen gegen Verrutschen zu sichern. Indem die Materi- alstreifen formschlüssig an den Speicherzellen angreifen, ergibt sich eine große Kontaktfläche und damit eine gute Temperierung der Speicherzellen. Die an die Speicherzellen angepassten Ausformungen der Materialstreifen können dabei durch einfaches Biegen der Materialstreifen oder bereits während des Fertigungsprozesses hergestellt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen angegeben.

Indem das Kanalbauteil an benachbarten Längskanten der Ma- terialstreifen angeordnete Stützträger mit jeweils einem sich zwischen die Materialstreifen erstreckenden Abstands- steg aufweist, ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des Kanalbauteils aus lediglich vier Bauteilen, nämlich zwei Materialstreifen und zwei Stützträgern. Mit Hilfe des sich zwischen die Materialstreifen erstreckenden Abstands- stegs ist der Abstand der parallel zueinander angeordneten Materialstreifen und damit der Querschnitt des Wärmetau- scherkanals festgelegt.

Eine besonders einfache Montage des Kanalbauteils ergibt sich dann, wenn der Stützträger einen Fixiersteg aufweist, der sich senkrecht zum Abstandssteg erstreckt und an die Ausformungen der Materialstreifen angepasst ist. Der Stütz- träger muß damit lediglich zwischen die Materialstreifen eingeführt werden, bis die Längskanten der Materialstreifen am Fixiersteg anschlagen. Der Stützträger kann dabei mit dem Abstandssteg und dem Fixiersteg einstückig ausgebildet sein, wodurch der einfache Aufbau der Wärmetauscherstruktur befördert wird.

Ein konstanter Querschnitt des Wärmetauscherkanals kann in einfacher Weise dadurch sichergestellt werden, dass zwi- schen den beiden Materialstreifen des Kanalbauteils in de- ren mittleren Bereich ein sich in Längsrichtung der Materi- alstreifen erstreckender Abstandsstreifen vorgesehen ist.

Auf diese Weise können beispielsweise auch zwei Wärmetau- scherkanäle in einem Kanalbauteil realisiert werden.

In besonderer Weise für die Anordnung zwischen zwei Lagen von Speicherzellen ist die Wärmetauscherstruktur dann ge- eignet, wenn das Kanalbauteil zwei Wärmetauscherkanäle zwi- schen je zwei Materialstreifen aufweist, wobei ein Wärme- tauscherkanal an einer Oberseite und der andere Wärmetau- scherkanal an einer Unterseite des Kanalbauteils liegt. Die Kühlkanäle können dabei zueinander symmetrisch sein, wo- durch sich bei einfachem Aufbau ein Vor-und Rücklauf des Temperiermediums zwischen zwei Lagen von Speicherzellen re- alisieren lässt. Zu einem einfachen Aufbau trägt bei, dass zwei einstückige Stützträger vorgesehen sind, die die vier Materialstreifen der beiden Wärmetauscherkanäle an ihren jeweils benachbarten Längskanten verbinden. Auch dann, wenn zwei Wärmetauscherkanäle pro Kanalbauteil vorgesehen sind, lässt sich dieses in einfacher Weise aus vier Material- streifen und zwei Stützträgern montieren.

Vorteilhaft ist eine Ausbildung der Wärmetauscherstruktur in einer Weise, dass zwei Kanalbauteile zur Aufnahme we- nigstens einer Speicherzelle einander gegenüberliegend und so angeordnet sind, dass sich in entgegengesetzte Richtun- gen erstreckende Ausformungen gegenüberliegen. Auf diese Weise ist nicht nur ein sicherer Halt einer Speicherzelle in den gegenüberliegenden, entgegengesetzten Ausformungen, sondern auch deren gute Temperierung, z. B. Kühlung, durch eine große Kontaktfläche zwischen Wärmetauscherkanälen und Speicherzelle gewährleistet. Eine solche Ausbildung ermög- licht auch eine besonders platzsparende Anordnung der Spei- cherzellen in mehreren Lagen, wobei die einzelnen Lagen der Speicherzellen im Sinne einer besonders kompakten Anordnung zueinander versetzt sein können.

Werden mehrere Kanalbauteile im wesentlichen in einer Ebene und parallel zueinander angeordnet, wobei benachbarte Stirnseiten der Kanalbauteile mit einem Verteiler verbunden sind, ergibt sich ein ebenes Modul, das zwischen zwei Lagen von Speicherzellen zu deren Temperierung und Lagefixierung angeordnet werden kann. Die Wärmetauscherkanäle sind mit Verteilerkanälen in den Verteilern verbunden, wobei dann, wenn zwei entgegengesetzt durchströmte Wärmetauscherkanäle pro Kanalbauteil vorgesehen sind, ebenfalls zwei Verteiler im Verteilerbauteil vorgesehen werden.

Eine besonders zweckmäßige modulare Ausgestaltung ergibt sich durch Vorsehen von wenigstens zwei Verteilern, die durch wenigstens ein parallel zu den Kanalbauteilen verlau- fendes Fixierelement verbunden sind. Dadurch wird ein sta- biles und flaches Modul geschaffen, bei dem die Verteiler und die Speicherzellen zusätzlich durch das Fixierelement festgelegt werden. Werden drei Fixierelemente pro Modul vorgesehen, entsteht ein stabiler Rahmen aus den Verteilern und den an den Enden und in der Mitte der Verteiler ange- ordneten Fixierelementen. Die Kanalbauteile können dadurch besonders leicht ausgeführt werden, da der Rahmen aus den Verteilern und den Fixierelementen gebildet ist und die Ka- nalbauteile daher keine Stützfunktion mehr übernehmen müs- sen. Das Fixierelement dient dabei auch zur Sicherung der Speicherzellen in Längs-und Querrichtung des Rahmens. Meh- rere solcher Module können in Lagen übereinander angeordnet werden, um zusammen mit den Speicherzellen einen stabilen Verbund zu bilden.

Für die Temperierung von zylindrischen Speicherzellen, so- genannten Rundzellen, ist vorgesehen, dass die Ausformungen der Materialstreifen die Form von Zylindersegmenten haben.

Weisen die Materialstreifen in Längsrichtung gesehen Aus- formungen mit abwechselnd entgegengesetzten Krümmungen auf, ergibt sich eine Wellenform der Materialstreifen. Werden Lagen von Speicherzellen jeweils um eine halbe Wellenlänge der Wellenform versetzt angeordnet, kann eine sehr hohe Pa- ckungsdichte der Speicherzellen bei gleichzeitig guter Tem- perierung und guter Lagefixierung der Speicherzellen er- reicht werden. Eine besonders gute Temperierung der Spei- cherzellen durch eine große Kontaktfläche der Wärmetau- scherkanäle mit den Speicherzellen ergibt sich dann, wenn die Materialstreifen in Längsrichtung gesehen Ausformungen mit gleichgerichteten Krümmungen aufweisen. Eine solche Ausbildung ist besonders geeignet für eine nicht versetzte Anordnung der einzelnen Lagen der Speicherzellen zueinan- der.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch einen elektrochemischen Energiespeicher mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst. Bei einem solchen Energiespeicher sind die Speicherzellen in mehreren parallelen Lagen ange- ordnet, wodurch sich ein einfacher und kompakter Aufbau des Energiespeichers bei sicherer Fixierung und guter Temperie- rung der Speicherzellen ergibt.

Ein besonders kompakter Aufbau des Energiespeichers kann erreicht werden, wenn das Temperiermedium zwischen einer ersten und einer zweiten'Lage von Speicherzellen entgegen- gesetzt zu dem Temperiermedium zwischen der zweiten und ei- ner dritten Lage von Speicherzellen strömt. Bei einer sol- chen Anordnung ist nur eine Lage von Wärmetauscherkanälen zwischen zwei Lagen von Speicherzellen erforderlich, so dass sich ein flacher Aufbau des Energiespeichers ergibt.

Eine besonders gleichmäßige Temperierung der Speicherzellen des Energiespeichers ergibt sich, wenn das Temperiermedium zwischen zwei Lagen von Speicherzellen in voneinander ge- trennten Wärmetauscherkanälen in zwei entgegengesetzte Richtungen strömt. Durch die gegenläufige Strömung des Tem- periermediums zwischen zwei Lagen wird eine unzureichende Kühlung oder Temperierung weit stromabwärts liegender Speicherzellen vermieden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angegeben. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene An- sicht eines Energiespeichers und einer Wärmetau- scherstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine perspektivische, teilweise geschnittene An- sicht der in der Fig. 1 gezeigten Wärmetauscher- struktur, Fig. 3 eine abschnittsweise Seitenansicht eines bei der Wärmetauscherstruktur der Fig. 2 verwendeten Ka- nalbauteils, Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf die Stirnseite des Kanalbauteils der Fig. 3, Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie V-V der Fig. 3, Fig. 6 einen abschnittsweisen Längsschnitt des Kanalbau- teils der Fig. 3, Fig. 7 eine Schnittansicht eines Energiespeichers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 eine abschnittsweise Draufsicht auf den Energie- speicher der Fig. 7, Fig. 9 eine Schnittansicht eines Energiespeichers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 10 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit X der Fig. 9, Fig. 11 eine abschnittsweise Seitenansicht eines ersten Kanalbauteils der Fig. 10, Fig. 12 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie XII-XII in der Fig. 11, Fig. 13 eine abschnittsweise Seitenansicht eines zweiten Kanalbauteils in der Fig. 10 und Fig. 14 eine vergrößerte Schnittansicht entlang des Schnitts IVX-IVX in der Fig. 13.

Der in der Fig. 1 dargestellte elektrochemische Energie- speicher weist mehrere Speicherzellen 10 auf, die in zwei parallelen Lagen 12 und 14 übereinander angeordnet sind.

Zwischen den Lagen 12 und 14 ist eine als Kühlvorrichtung eingesetzte Wärmetauscherstruktur angeordnet, die einen ersten Verteiler 16 und einen zweiten Verteiler 18 auf- weist. Die Verteiler 16 und 18, in denen jeweils ein Ver- teilerkanal angeordnet ist, liegen parallel zu den zylind- rischen Speicherzellen 10 an den Längsseiten der Lage 12.

Die Verteiler 16 und 18 sind durch mehrere parallel zuein- ander angeordnete Kühlkanalbauteile 20 verbunden. Benach- barte Stirnseiten der Kühlkanalbauteile 20 sind mit dem Verteiler 16 bzw. dem Verteiler 18 verbunden. Der Vertei- lerkanal des Verteilers 16 steht damit über als Kühlkanäle wirkende Wärmetauscherkanäle in den Kühlkanalbauteilen 20 in Strömungsverbindung mit dem Verteilerkanal im Verteiler 18. Die Ver-teiler 16 und 18 sind auch durch Fixierelemente 22,24,26 und 28 miteinander verbunden. Die Fixierelemente 22,24,26 und 28 bilden mit den Verteilern 16 und 18 sowie den Kühlkanalbauteilen 20 ein stabiles, rahmenförmiges Kühlmodul 30. Während das Kühlmodul 30 zwischen den Lagen 12 und 14 der Speicherzellen 10 angeordnet ist, ist ein weiteres Kühlmodul 32, das zu dem Kühl-modul 30 im wesent- lichen baugleich ist, unter der Lage 14 der Speicherzellen angeordnet. Der in der Fig. 1 gezeigte Energiespeicher kann in einfacher Weise durch Aufsetzen eines weiteren Kühlmo- duls auf die Lage 12 der Speicherzellen 10 erweitert wer- den.

Die Darstellung der Fig. 2 zeigt das Kühlmodul 30 der Fig.

1. Der Verteiler 16 ist an seinem einen Ende mit einem An- schlussstutzen 34 versehen, über den Kühlflüssigkeit als Temperiermedium in den Verteilerkanal 36 im Verteiler 16 gelangen kann. Aus dem Verteilerkanal 36 gelangt die Kühl- flüssigkeit in die Kühlkanäle in den Kühlkanalbauteilen 20 und strömt durch diese in den Verteilerkanal im Verteiler 18. Über einen Anschlussstutzen 38 des Verteilers 18, der dem Anschlussstutzen 34 diagonal gegenüberliegend angeord- net ist, verlässt die Kühlflüssigkeit das Kühlmodul 30.

Die Fixierelemente 22,24,26 und 28 greifen an den Vertei- lern 16 und 18 nur an deren Unter-und Seitenflächen an.

Die Fixierelemente 22,24,26 und 28 können damit von unten auf die Verteiler 16 und 18 aufgeschoben werden. Das Fi- xierelement 22 weist einen Abschnitt 40 auf, der der Fixie- rung der Speicherzellen in seitlicher Richtung dient. Hier- zu ist der stegförmige Abschnitt 40 mit kreisabschnittsför- migen Ausnehmungen versehen, in die die zylinderförmigen Speicherzellen eingelegt und damit gegen Verrutschen gesi- chert werden. Ein weiterer Abschnitt 42 des Fixierelements 22 dient hauptsächlich der Festlegung der Speicherzellen in Längsrichtung und weist dazu am Ende einer zylindersegment- förmigen Ausnehmung 44 einen Steg 46 auf. Das am gegenüber- liegenden Ende der Verteiler 16 und 18 angeordnete Fixier- element 28 ist gleich wie das Fixierelement 22 aufgebaut, genau wie die Fixierelemente 24 und 26 in der Mitte der Verteiler 16,18. Die Fixierelemente 24 und 26 in der Mitte der Verteiler 16 und 18 können aber auch zu einem einzigen, einstückigen Bauteil verbunden werden. Die Fixierelemente 22,24,26 und 28 des Kühlmoduls 30 weisen an ihrer Ober- seite die Ausnehmungen 40 und 44 und an ihrer Unterseite entsprechende Ausnehmungen für die darunter angeordnete La- ge an Speicherzellen auf. Solche Ausnehmungen auf der Un- terseite der Fixierelemente sind an dem teilweise geschnit- ten dargestellten Fixierelement 28 zu erkennen und mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet.

In der Seitenansicht der Fig. 3 ist gut zu erkennen, dass das Kühlkanalbauteil 20 in Längsrichtung gesehen Ausformun- gen 50,52 mit abwechselnd entgegengesetzten Krümmungen aufweist, wodurch sich eine Wellenform des Kühlkanalbau- teils 20 ergibt. Die Ausformungen 50 und 52 sind an die zy- lindrische Form der Speicherzellen 10 angepaßt.

Wie der Draufsicht der Fig. 4 und der Schnittansicht der Fig. 5 entlang der Linie V-V in der Fig. 3 zu entnehmen ist, weist das Kühlkanalbauteil 20 zwei Materialstreifen 54 und 56 auf, die parallel zueinander angeordnet sind. An be- nachbarten Längskanten der Materialstreifen 54 und 56 sind Stützträger 58 und 60 angeordnet. Die Stützträger 58,60 weisen jeweils einen Abstandssteg 62 auf, der sich zwischen die Materialstreifen 54,56 erstreckt. Die Materialstreifen 54 und 56 liegen auf der Ober-bzw. Unterseite der Ab- standsstege 62 an, so dass sie in einem definierten Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Die Stützträger 58,60 weisen auch jeweils einen Fixiersteg 64 auf, der senkrecht zum Abstandssteg 62 angeordnet ist. Zur Montage des Kühlka- nalbauteils 20 werden die Stützträger 58, 60 zwischen die Materialstreifen 54,56 eingeschoben, bis deren Längskanten an dem Fixiersteg 64 anschlagen.

Mittig zu den Sützträgern 58,60 ist zwischen den Material- streifen 54,56 ein Abstandsstreifen 66 angeordnet. Mit Hilfe des Abstandsstreifens 66 wird der Abstand der Materi- alstreifen 54,56 zueinander über deren gesamte Breite kon- stant gehalten. Damit ist auch der Querschnitt der zwischen den Materialstreifen 54,56 gebildeten Kühlkanäle 68 und 70 über die gesamte Länge des Kühlkanalbauteils 20 konstant.

Indem die Materialstreifen 54,56 auf der Ober-bzw. Unter- seite des Abstandsstegs 62 und mit ihren Längskanten am Fi- xiersteg 64 anliegen, weisen die Kühlkanäle 68,70 einen definierten Querschnitt auf, ohne dass bei der Montage des Kühlkanalbauteils 20 schwierige Justierungen vorgenommen werden müssten.

Der wellenförmige Verlauf der Materialstreifen 54,56 ist in der Schnittansicht der Fig. 6 entlang der Linie VI-VI der Fig. 4 gut zu erkennen. Über ihre gesamte Länge sind die Materialstreifen 54,56 parallel zueinander angeordnet und bilden zwischen sich den Kühlkanal 70. Die Wellenform der Materialstreifen kann beispielsweise durch einfaches Biegen der Materialstreifen oder durch Formen der Material- streifen während des Herstellungsprozesses erreicht werden.

In der dargestellten Ausführungsform besteht die Wärmetau- scherstruktur aus Polycarbonat-Kunststoff.

In der Schnittansicht der Fig. 7 ist ein erfindungsgemäßer Energiespeicher dargestellt, der fünf parallele Lagen von Speicherzellen 10 aufweist. Jede Lage der Speicherzellen 10 ist zwischen zwei Kühlmodulen aufgenommen, wie sie im Zu- sammenhang mit den Fig. 1 bis 7 beschrieben wurden. Die einzelnen Lagen der Speicherzellen 10 sind dabei jeweils um eine halbe Wellenlänge der wellenförmigen Kühlkanalbauteile 20 gegeneinander versetzt. Wie in der Fig. 7 zu erkennen ist, ergibt sich dadurch eine sehr kompakte Anordnung der Speicherzellen, bei der ein zwischen zwei Lagen angeordne- tes Kühlkanalbauteil 72 wechselweise mit Speicherzellen ei- ner oberhalb angeordneten ersten Lage 74 und Speicherzel- len einer unterhalb angeordneten zweiten Lage 76 eingreift.

An ihren Stirnseiten sind die Kühlerkanalbauteile 72,78 jeweils mit einem Verteiler 80 verbunden. Die in den Ver- teilern 80 angeordneten Verteilerkanäle sind über Verbin- dungsleitungen 82 so untereinander und mit den Kühlkanälen in den Kühlkanalbauteilen 72,78 verbunden, dass die Kühl- flüssigkeit von Ebene zu Ebene die Richtung wechselt. So fließt die Kühlflüssigkeit in dem Kühlkanalbauteil 72 zwi- schen der ersten Lage 74 und der zweiten Lage 76 entgegen- gesetzt zu der Kühlflüssigkeit in dem Kühlkanalbauteil 84 zwischen der zweiten Lage 76 und einer dritten Lage 86. Da- durch werden die Speicherzellen in den einzelnen Lagen 74, 76,86 unabhängig von ihrer Position innerhalb einer Lage gleichmäßig gekühlt.

In der Draufsicht der Fig. 8 auf den Energiespeicher der Fig. 7 sind die Verteiler 80 und die parallel zueinander angeordneten und die Verteiler 80 verbindenden Kühlkanal- bauteile 78 zu erkennen. An den Stirnseiten der Speicher- zellen 10 sind Kontakte 88 zugänglich, über die die einzel- nen Speicherzellen 10 miteinander verschaltet werden kön- nen.

Ein in der Fig. 9 geschnitten dargestellter Energiespeicher gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung weist vier parallel zueinander angeordnete Lagen von Speicherzel- len 10 auf. Im Unterschied zu der in den Fig. 7 und 8 dar- gestellten ersten Ausführungsform sind die parallelen Lagen 90,92,94 und 96 nicht versetzt zueinander angeordnet.

Zwischen zwei Lagen 90,92,94 und 96 angeordnete Kühlka- nalbauteile 98,100 und 102 weisen jeweils zwei Kühlkanäle pro Kühlkanalbauteil 98,100 und 102 auf. Lediglich das un- terste Kühlkanalbauteil 104 und das oberste Kühlkanalbau- teil 106 weisen jeweils nur einen Kühlkanal auf.

In der Fig. 10 ist die Einzelheit X des in der Fig. 9 dar- gestellten Energiespeichers vergrößert dargestellt. Das Kühlkanalbauteil 104 weist Materialstreifen 108 und 110 auf, die parallel zueinander angeordnet sind und zwischen sich einen Kühlkanal 112 bilden. Die Ausformungen der Mate- rialstreifen 108,110 haben die Form von Zylindersegmenten.

Der Materialstreifen 108 des Kühlkanalbauteils 104 greift dadurch formschlüssig an den Speicherzellen 10 der Lage 96 an. In Längsrichtung der Materialstreifen 108,110 gesehen weisen die Materialstreifen 108,110 Ausformungen mit gleichgerichteten Krümmungen auf. Das zwischen den Lagen 94 und 96 angeordnete Kühlkanalbauteil 102 weist zwei Kühlka- näle 114 und 116 auf, die von der Kühlflüssigkeit in entge- gengesetzten Richtungen durchströmt werden. Im Bereich ei- ner Ebene 118 zwischen den Lagen 94 und 96 ergibt sich da- durch eine gegenläufige Kühlflüssigkeitsströmung, wodurch eine besonders gleichmäßige Temperierung der Speicherzellen 10 möglich ist. Der Kühlkanal 114 mündet in einen Vertei- lerkanal 120, und der Kühlkanal 116 geht, in Strömungsrich- tung der Kühlflüssigkeit gesehen, von einem Verteilerkanal 122 aus. Der Kühlkanal 112 mündet in einen Verteilerkanal 124.

In den Fig. 11 und 12 ist das Kühlkanalbauteil 102 detail- lierter dargestellt. Die Schnittansicht der Fig. 12 entlang der Linie XII-XII in der Fig. 11 zeigt den Aufbau des Kühl- kanalbauteils 102 aus vier Materialstreifen 126,128,130 und 132 und zwei Stützträgern 134 und 136. Der Stützträger 134 ist einstückig ausgeführt und hält durch den Abstands- steg 138 die Materialstreifen 126 und 128 in definiertem Abstand und parallel zueinander. Ein Abstandssteg 140 des Stützträgers 134 hält die Materialstreifen 130 und 132 in definiertem Abstand und parallel zueinander. Der Stützträ- ger 136 ist gleich wie der Stützträger 134 aufgebaut.

Die Ansichten der Fig. 13 und 14 zeigen detaillierte An- sichten des Kühlkanalbauteils 104. In der Schnittansicht der Fig. 14 entlang der Linie XIV-XIV der Fig. 13 ist zu erkennen, dass die Materialstreifen 108 und 110 durch zwei Stützträger 142 und 144 in konstantem Abstand parallel zu- einander gehalten werden.