[go: up one dir, main page]

DE102019105988A1 - Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell - Google Patents

Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell Download PDF

Info

Publication number
DE102019105988A1
DE102019105988A1 DE102019105988.7A DE102019105988A DE102019105988A1 DE 102019105988 A1 DE102019105988 A1 DE 102019105988A1 DE 102019105988 A DE102019105988 A DE 102019105988A DE 102019105988 A1 DE102019105988 A1 DE 102019105988A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capsule
energy storage
storage cell
phase change
change material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102019105988.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Spatz
Peter Biedermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RUAG Ammotec AG
Original Assignee
RUAG Ammotec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RUAG Ammotec AG filed Critical RUAG Ammotec AG
Priority to DE102019105988.7A priority Critical patent/DE102019105988A1/en
Priority to PCT/EP2020/056212 priority patent/WO2020182725A1/en
Publication of DE102019105988A1 publication Critical patent/DE102019105988A1/en
Priority to DE102020129089.6A priority patent/DE102020129089A1/en
Priority to CN202180083893.9A priority patent/CN116615632A/en
Priority to EP21758054.7A priority patent/EP4241033A1/en
Priority to PCT/EP2021/070586 priority patent/WO2022096166A1/en
Priority to CA3198780A priority patent/CA3198780A1/en
Priority to AU2021374729A priority patent/AU2021374729A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/023Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0004Particular heat storage apparatus
    • F28D2020/0021Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in loose or stacked elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2220/00Closure means, e.g. end caps on header boxes or plugs on conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2230/00Sealing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/06Fastening; Joining by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/12Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/12Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
    • F28F2275/122Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements by crimping, caulking or clinching
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeicherzelle umfassend eine geschlossene Kapsel, in der Phasenwechselmaterial angeordnet ist, wobei die Kapsel aus Metall gefertigt ist.

Figure DE102019105988A1_0000
The invention relates to an energy storage cell comprising a closed capsule in which phase change material is arranged, the capsule being made of metal.
Figure DE102019105988A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeicherzelle. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen Energiespeicher. Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Energiespeicherzelle bereit.The present invention relates to an energy storage cell. The present invention also relates to an energy store. The present invention also provides a method for producing an energy storage cell.

Bekannte Energiespeicherzellen sind in der Regel als Kunststoff-Kapseln realisiert und weisen im Inneren der Kunststoff-Kapsel ein Phasenwechselmaterial auf, das derart eingestellt ist, dass es bei Wärmezufuhr in die flüssige Phase übergeht (endotherme Reaktion) und bei Abkühlung wieder kristallisiert und somit Wärme an seine Umgebung abgibt (exotherme Reaktion). Die gattungsgemäßen Energiespeicherzellen werden vor allem in Energiespeichern eingesetzt, die im Wesentlichen wie folgt aufgebaut sind und nach folgendem Prinzip funktionieren: in einem mit einer Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser oder Öl, befüllten Tank ist eine Vielzahl von gattungsgemäßen Energiespeicherzellen angeordnet. Zu einem Zeitpunkt, an dem Energieüberschuss vorhanden ist, zum Beispiel tagsüber bei Sonneneinstrahlung, wird die überschüssige Energie dazu verwendet, die in dem Tank sich befindende Flüssigkeit zu erwärmen. Dabei gibt die Flüssigkeit Wärme an die Energiespeicherzellen ab, sodass das Phasenwechselmaterial unter endothermer Reaktion in die flüssige Phase übergeht. Kühlt die in dem Tank sich befindende Flüssigkeit bis zu einer Phasenwechselmaterial-spezifischen Phasenübergangstemperatur ab, zum Beispiel Nachts, kristallisiert sich das Phasenwechselmaterial unter exothermer Reaktion, wobei Wärme an die Flüssigkeit abgegeben beziehungsweise übertragen wird.Known energy storage cells are usually implemented as plastic capsules and have a phase change material inside the plastic capsule that is set in such a way that it changes into the liquid phase when heat is supplied (endothermic reaction) and crystallizes again when it cools, thus generating heat releases its surroundings (exothermic reaction). The generic energy storage cells are used primarily in energy storage devices which are essentially constructed as follows and function according to the following principle: a large number of generic energy storage cells are arranged in a tank filled with a liquid, for example water or oil. At a time when there is excess energy, for example during the day when there is solar radiation, the excess energy is used to heat the liquid in the tank. The liquid gives off heat to the energy storage cells, so that the phase change material changes into the liquid phase with an endothermic reaction. If the liquid in the tank cools down to a phase change temperature specific to the phase change material, for example at night, the phase change material crystallizes with an exothermic reaction, with heat being given off or transferred to the liquid.

Die Energiespeicherzellen müssen zum einen eine ausreichende Dichtigkeit gegenüber einem Außendruck von 3 bis 4 bar, welcher in dem Flüssigkeitstank herrscht, besitzen. Ein weiterer Dichtigkeitsaspekt liegt allerdings auch gegenüber dem innerhalb der Energiespeicherzelle angeordneten Phasenwechselmaterial vor. Diese muss daher auch chemikalien- beziehungsweise salzbeständig sein. Im Allgemeinen besteht ein Bestreben, die Energiespeicherzellen mit einer möglichst großen Oberfläche zu versehen, die dann zum Wärmeaustausch mit der diese umgebenden Flüssigkeit zur Verfügung steht. Daher wurden die Energiespeicherzellen bisher kugelförmig oder eiförmig hergestellt. Daran hat sich allerdings die chaotische, nicht kontrollierbare Anordnung der Energiespeicherzellen in dem Tank als nachteilig erwiesen. Ferner sind die bekannten Energiespeicherzellen zu träge, d. h. die Phasenübergänge des Phasenwechselmaterials infolge von Temperaturänderungen sind zu reaktionsträge.On the one hand, the energy storage cells must have sufficient tightness against an external pressure of 3 to 4 bar, which prevails in the liquid tank. However, there is also a further impermeability to the phase change material arranged within the energy storage cell. It must therefore also be resistant to chemicals and salt. In general, there is an endeavor to provide the energy storage cells with the largest possible surface area, which is then available for heat exchange with the liquid surrounding them. Therefore, the energy storage cells have hitherto been made spherical or egg-shaped. However, the chaotic, uncontrollable arrangement of the energy storage cells in the tank has proven to be disadvantageous. Furthermore, the known energy storage cells are too sluggish, i. H. the phase transitions of the phase change material as a result of temperature changes are too inert.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu verbessern, insbesondere eine Energiespeicherzelle sowie einen Energiespeicher zu schaffen, die/der reaktionsschneller ist und kostengünstig herzustellen ist.It is the object of the present invention to improve the disadvantages from the known prior art, in particular to create an energy storage cell and an energy storage device which is more responsive and can be manufactured inexpensively.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1, 13 beziehungsweise 14 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1, 13 respectively 14th solved.

Danach ist eine Energiespeicherzelle bereitgestellt. Die Energiespeicherzelle kann dazu eingerichtet sein beziehungsweise derart beispielsweise in einem Energiespeicher angeordnet sein, dass die Energiespeicherzelle von einer Flüssigkeit, wie Wasser, Öl oder dergleichen, umgeben und/oder umströmt ist. Die Energiespeicherzelle kann beispielsweise nach folgenden Prinzip funktionieren: bis zu einer gewissen Flüssigkeitstemperatur nimmt die Energiespeicherzelle Wärme, d. h. Energie, von der die Energiespeicherzelle umgebenden und/oder umströmenden Flüssigkeit auf. Die Energiespeicherzelle ist dabei dazu ausgelegt, die aufgenommene Wärme beziehungsweise Energie zu speichern. Bei Bedarf kann die Energiespeicherzelle die gespeicherte Energie wieder abgeben. Dies kann beispielsweise ohne jegliche Steuer- und/oder Regeleinrichtung beziehungsweise externe Zugriffe auf die Energiespeicherzelle erfolgen, sondern vorzugsweise ausschließlich durch eine Temperatursensibilität bezüglich der die Energiespeicherzelle umgebenden und/oder umströmenden Flüssigkeit. Beispielsweise handelt es sich bei dem Energiespeicher um einen Wassertank, wie einen Boiler, der im Freien angeordnet ist und in dem sich die Energiespeicherzelle befindet. Tagsüber kann das in dem Wassertank angeordnete Wasser durch Sonnenstrahlung erwärmt werden und dabei die Energiespeicherzelle erwärmen, welche die aufgenommene Wärme in Form von Energie speichert. Kühlt das in dem Wassertank befindliche Wasser ab, zum Beispiel Nachts, kann die Energiespeicherzelle die Wärme wieder abgeben, um so das Wasser aufzuwärmen.An energy storage cell is then provided. The energy storage cell can be set up for this or, for example, be arranged in an energy storage device in such a way that the energy storage cell is surrounded and / or flowed around by a liquid such as water, oil or the like. The energy storage cell can function, for example, according to the following principle: up to a certain liquid temperature, the energy storage cell absorbs heat, i. H. Energy from the liquid surrounding and / or flowing around the energy storage cell. The energy storage cell is designed to store the absorbed heat or energy. If necessary, the energy storage cell can release the stored energy again. This can take place, for example, without any control and / or regulating device or external access to the energy storage cell, but preferably exclusively through a temperature sensitivity with regard to the liquid surrounding and / or flowing around the energy storage cell. For example, the energy storage device is a water tank, such as a boiler, which is arranged outdoors and in which the energy storage cell is located. During the day, the water arranged in the water tank can be heated by solar radiation and thereby heat the energy storage cell, which stores the absorbed heat in the form of energy. If the water in the water tank cools down, for example at night, the energy storage cell can release the heat again in order to warm up the water.

Die Energiespeicherzelle umfasst eine geschlossene Kapsel. Die Kapsel kann eine abgeschlossene Kapselwandung aufweisen, die in ihrem Inneren einen Hohlraum, vorzugweise einen Speicherraum, begrenzt, wobei insbesondere die Kapselwandung dazu dient, den Hohlraum von seiner Umgebung zu trennen und/oder abzuschirmen. Die Kapsel ist im Allgemeinen nicht auf eine bestimmte Form und/oder Geometrie beschränkt. Die Kapsel kann dabei derart fluiddicht bezüglich der Umgebung gestaltet sein, dass keine Flüssigkeit aus der Umgebung in das Kapselinnere eintreten und/oder keine innerhalb der Kapsel angeordnete Materialien, wie Phasenwechselmaterialien, in die Umgebung austreten können.The energy storage cell comprises a closed capsule. The capsule can have a closed capsule wall which delimits a cavity, preferably a storage space, in its interior, the capsule wall in particular serving to separate and / or shield the cavity from its surroundings. The capsule is generally not restricted to a specific shape and / or geometry. The capsule can be designed to be fluid-tight with respect to the environment in such a way that no liquid can enter the interior of the capsule from the environment and / or no materials arranged within the capsule, such as phase change materials, can escape into the environment.

In der Kapsel ist Phasenwechselmaterial angeordnet. Phasenwechselmaterialien sind im Allgemeinen Materialien, die einen Großteil der ihnen zugeführten thermischen Energie in Form von latenter Wärme speichern können. Als latente Wärme ist die bei einem Phasenübergang erster Ordnung aufgenommene oder abgegebene Enthalpie zu verstehen. Dies bedeutet, dass Phasenwechselmaterialien einen hohen Anteil von Wärme- und/oder Kälteenergie speichern können und als Wärme je nach Bedarf phasenverschoben wieder abgeben. Phasenwechselmaterialien besitzen den Vorteil, in einem kleinen Temperaturbereich rund um den Phasenwechsel, zum Beispiel von fest zu flüssig, oder umgekehrt, gasförmig zu fest, oder umgekehrt, beziehungsweise von gasförmig zu flüssig, sehr große Wärmemengen speichern zu können. Phasenwechselmaterialien, beziehungsweise deren Energiespeicherkapazitäten, basieren auf der Ausnutzung der Phasenumwandlungsenthalpie, zum Beispiel beim Phasenübergang fest-flüssig (Erstarren-Schmelzen), oder umgekehrt. Phasenwechselmaterialien können beispielsweise Salze, zum Beispiel Glaubersalz, Natriumacetat, oder anorganische Verbindungen, zum Beispiel Paraffin,e Fettsäuren, oder dergleichen, umfassen. Weitere beispielhafte Phasenwechselmaterialien sind Wasser oder auch metallische Phasenwechselmaterialien, wie eine Aluminium-Silicium-Legierung. Im Allgemeinen kann das Phasenwechselmaterial derart gewählt beziehungsweise eingestellt sein, dass es bei Wärmezufuhr eine endotherme Reaktion und bei Wärmeabfuhr eine exotherme Reaktion durchführt. Als endotherme Reaktion wird im Allgemeinen eine Reaktion verstanden, bei der Energie, zum Beispiel in Form von Wärme, aus der Umgebung aufgenommen wird. Die exotherme Reaktion bezeichnet das Gegenteil, bei welcher Energie, zum Beispiel in Form von Wärme, an die Umgebung, nämlich die Flüssigkeit, abgegeben wird.Phase change material is arranged in the capsule. Phase change materials are in Generally materials that can store a large part of the thermal energy supplied to them in the form of latent heat. Latent heat is understood to be the enthalpy absorbed or emitted during a phase transition of the first order. This means that phase change materials can store a high proportion of heat and / or cold energy and release it as heat in a phase-shifted manner as required. Phase change materials have the advantage of being able to store very large amounts of heat in a small temperature range around the phase change, for example from solid to liquid, or vice versa, gaseous to solid, or vice versa, or from gaseous to liquid. Phase change materials, or their energy storage capacities, are based on the utilization of the phase change enthalpy, for example during the phase transition solid-liquid (solidification-melting), or vice versa. Phase change materials can include, for example, salts, for example Glauber's salt, sodium acetate, or inorganic compounds, for example paraffin, fatty acids, or the like. Further exemplary phase change materials are water or also metallic phase change materials such as an aluminum-silicon alloy. In general, the phase change material can be selected or adjusted in such a way that it carries out an endothermic reaction when heat is supplied and an exothermic reaction when heat is removed. An endothermic reaction is generally understood to be a reaction in which energy, for example in the form of heat, is absorbed from the environment. The exothermic reaction describes the opposite in which energy, for example in the form of heat, is released to the environment, namely the liquid.

Erfindungsgemäß ist die Kapsel aus Metall, hergestellt beziehungsweise gefertigt. Als Metalle kommen beispielsweise Aluminium, Messing, Stahl oder Kupfer sowie Legierungen davon zum Einsatz. Metalle sind kostengünstig und einfach zu verarbeiten. Bei den erfindungsgemäßen Metall-Kapseln hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass Metalle eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Dadurch konnte eine reaktionsschnelle Energiespeicherzelle geschaffen werden. Aufgrund der erhöhten Wärmeleitfähigkeit von Metall, insbesondere gegenüber dem bisher verwendeten Material Kunststoff, reagierte das Phasenwechselmaterial deutlich schneller, insbesondere sensibler, auf Temperaturänderungen der die Kapsel umgebenden und/oder umströmenden Flüssigkeit. Dadurch, dass die Wärmeleitfähigkeit von Metallen in der Regel um den Faktor 10 bis 1000 höher ist als die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen kann das Phasenwechselmaterial um diesen Faktor schneller auf Temperaturänderungen der Flüssigkeit reagieren. Dadurch ist die Energiespeicherzelle deutlich effektiver als bekannte Energiespeicherzellen aus Kunststoff. Überraschenderweise hat sich durch den Einsatz von Metall als Kapselmaterial gezeigt, dass die Energiespeicherzellen auch erheblich langlebiger sind. Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere im Langzeitverhalten Metalle weniger permeabel für das innerhalb der Kapsel angeordnete Phasenwechselmaterial sind, sodass dieses nicht nach außen in seine Umgebung, insbesondere in die die Kapsel umgebende und/oder umströmende Flüssigkeit, diffundieren kann.According to the invention, the capsule is made or manufactured from metal. The metals used are, for example, aluminum, brass, steel or copper and alloys thereof. Metals are inexpensive and easy to process. In the case of the metal capsules according to the invention, it has proven advantageous that metals have a high thermal conductivity. This enabled a fast-reacting energy storage cell to be created. Due to the increased thermal conductivity of metal, in particular compared to the previously used material plastic, the phase change material reacted significantly faster, in particular more sensitively, to temperature changes in the liquid surrounding and / or flowing around the capsule. As a result, the thermal conductivity of metals usually by the factor 10 up to 1000 is higher than the thermal conductivity of plastics, the phase change material can react faster to temperature changes in the liquid by this factor. As a result, the energy storage cell is significantly more effective than known energy storage cells made of plastic. Surprisingly, the use of metal as the capsule material has shown that the energy storage cells are also considerably more durable. It has been found that, particularly in long-term behavior, metals are less permeable to the phase change material arranged inside the capsule, so that this cannot diffuse outward into its surroundings, in particular into the liquid surrounding and / or flowing around the capsule.

In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Kapsel durch Umformen, insbesondere Kaltumformen, gefertigt. Bei Umformen wird die Kapsel aus einem Metallrohling unter gezielter plastischer, formgebender Deformation generiert und in die gewünschte Form gebracht. Es hat sich gezeigt, dass durch das Umformen auf einfache und kostengünstige Weise eine erfindungsgemäße Energiespeicherzellenkapsel hergestellt werden kann. Dabei hat sich die Kaltumformung als besonders vorteilhaft erwiesen, bei welcher die Reaktionstemperatur während des Prozesses unterhalb, vorzugsweise deutlich unterhalb, der jeweiligen Rekristallisationstemperatur des verwendeten Metalls liegt. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung wird die Kapsel ohne thermische Fügeverfahren, wie Schweißen oder Löten, gefertigt und/oder ohne thermische Fügeverfahren abgeschlossen. Dadurch, dass die Kapsel durch reine mechanische, plastische formgebende Deformation eines Metallrohres herstellbar ist, vorzugsweise ohne, dass thermische Fügeverfahren erforderlich sind, ist ein besonders einfach zu realisierendes und kostengünstiges Herstellungsverfahren beziehungsweise eine besonders einfach herzustellende und kostengünstige Energiespeicherzelle geschaffen. In an exemplary embodiment of the present invention, the capsule is manufactured by forming, in particular cold forming. During forming, the capsule is generated from a metal blank with targeted plastic, shaping deformation and brought into the desired shape. It has been shown that an energy storage cell capsule according to the invention can be produced in a simple and inexpensive manner by reshaping. Cold forming has proven particularly advantageous, in which the reaction temperature during the process is below, preferably significantly below, the respective recrystallization temperature of the metal used. According to an exemplary development, the capsule is manufactured without thermal joining processes, such as welding or soldering, and / or closed without thermal joining processes. The fact that the capsule can be produced by pure mechanical, plastic shaping deformation of a metal tube, preferably without the need for thermal joining processes, creates a particularly easy-to-implement and cost-effective production process or a particularly easy-to-produce and inexpensive energy storage cell.

Gemäß einer beispielhaften weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle ist die Kapsel aus einem Metallrohling, wie einem Metallband oder einer Metallplatte, durch Tiefziehen gefertigt. Beim Tiefziehen handelt es sich um ein Zugdruckumformverfahren des Metallrohlings, der beispielsweise in Form einer Platte, einer Bahn oder einer Tafel vorliegt, in einen einseitig offenen Hohlkörper. Insbesondere erfolgt das Tiefziehen mittels eines Formwerkzeugs, wie eines Ziehrings, eines Stempels oder eines Halters. Das Fertigen der Kapsel kann beispielsweise mittels mehrerer, nacheinander ablaufender Tiefziehschritte vorzugsweise mit unterschiedlichen Formwerkzeugen geschehen. Des Weiteren kann das Tiefziehen an zusätzliche vorzugsweise mechanische Umformschritte, insbesondere Kaltumformschritte, geknüpft sein, um die gewünschte Form der Kapsel zu generieren. Beispielsweise wird die Kapsel in einem zweistufigen Tiefziehprozess hergestellt und anschließend weiter kaltumgeformt, um die Endform der Kapsel zu bilden und diese zu verschließen.According to an exemplary further embodiment of the energy storage cell according to the invention, the capsule is manufactured from a metal blank, such as a metal strip or a metal plate, by deep drawing. Deep drawing is a tensile compression forming process of the metal blank, which is in the form of a plate, a sheet or a sheet, for example, into a hollow body open on one side. In particular, the deep drawing takes place by means of a molding tool, such as a drawing ring, a punch or a holder. The capsule can be manufactured, for example, by means of several successive deep-drawing steps, preferably with different molding tools. Furthermore, deep drawing can be linked to additional, preferably mechanical, forming steps, in particular cold forming steps, in order to generate the desired shape of the capsule. For example, the capsule is produced in a two-stage deep-drawing process and then further cold-formed in order to form the final shape of the capsule and to close it.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung begrenzt die Kapsel in ihrem Inneren einen Speicherraum, vorzugsweise einen Energiespeicherraum. Beispielsweise ist der Speicherraum zu wenigstens 1 % und vorzugsweise zu maximal 100 % mit Phasenwechselmaterial belegt, vorzugsweise zu wenigstens 10 % und höchstens 99 %, vorzugsweise zu wenigstens 20 % und höchstens 98 %, vorzugsweise zu wenigstens 25 % und höchstens 95 %, vorzugsweise zu wenigstens 30 % und höchstens 90 %. Beispielsweise kann in Abhängigkeit des eingesetzten Phasenwechselmaterials eine Menge des Phasenwechselmaterials bezüglich des vorhandenen Speicherraums gewählt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Menge des Phasenwechselmaterials derart auf den zur Verfügung stehenden Speicherraum abgestimmt ist, dass die in Folge der phasenwechselmaterialspezifischen und temperaturabhängigen Phasenübergänge des Phasenwechselmaterials einhergehenden Ausdehnungen und Komprimierungen des von dem Phasenmaterial benötigten Volumens stattfinden können. According to an exemplary development of the present invention, the capsule delimits a storage space, preferably an energy storage space, in its interior. For example, at least 1% and preferably at most 100% of the storage space is occupied by phase change material, preferably at least 10% and at most 99%, preferably at least 20% and at most 98%, preferably at least 25% and at most 95%, preferably closed at least 30% and at most 90%. For example, depending on the phase change material used, an amount of the phase change material can be selected with regard to the available storage space. It can be provided that the amount of phase change material is matched to the available storage space in such a way that the expansions and compressions of the volume required by the phase material associated with the phase change material-specific and temperature-dependent phase transitions of the phase change material can take place.

In einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle ist die Kapsel fluiddicht abgeschlossen. Zum einen kann die Kapsel derart fluiddicht abgeschlossen sein, dass aus der Umgebung in das Kapselinnere keine Medien, wie beispielsweise die Flüssigkeit, die die Kapsel umgibt, eintreten können und zum anderen derart fluiddicht ausgestaltet sein, dass das innerhalb des Kapselinneren befindliche Phasenwechselmaterial nicht aus dem Inneren in die Umgebung austreten kann. Das fluiddichte Abschließen der Kapsel kann beispielsweise durch ein Umformverfahren, vorzugsweise Kaltumformverfahren, ermöglicht werden. Vorzugsweise erfolgt das fluiddichte Abschließen der Kapsel ohne zusätzliche thermische Fügeverfahren, vorzugsweise ohne Schweißen, Löten oder dergleichen.In an exemplary development of the energy storage cell according to the invention, the capsule is sealed in a fluid-tight manner. On the one hand, the capsule can be sealed fluid-tight in such a way that no media, such as the liquid that surrounds the capsule, can enter the capsule interior from the environment and, on the other hand, it can be designed in a fluid-tight manner that the phase change material located inside the capsule interior cannot escape from Can leak inside into the environment. The fluid-tight closure of the capsule can be made possible, for example, by a forming process, preferably a cold forming process. The capsule is preferably sealed in a fluid-tight manner without additional thermal joining processes, preferably without welding, soldering or the like.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Kapsel derart fluiddicht abgeschlossen, dass die Dichtigkeit der Kapsel bei in Folge von Phasenübergängen des Phasenwechselmaterials einhergehenden Druckschwankungen im Inneren der Kapsel, vorzugsweise in dem Speicherraum, aufrechterhalten bleibt. Beispielsweise erfolgt das fluiddichte Abschließen der Kapsel derart, dass in dem Kapselinneren, vorzugsweise in dem Speicherraum, neben dem zuvor eingefüllten Phasenwechselmaterial außerdem Luft vorhanden ist, welche bei den Phasenübergängen des Phasenwechselmaterials komprimiert beziehungsweise expandiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Kapsel jedoch derart fluiddicht gestaltet, dass selbst bei der Komprimierung der in dem Speicherraum angeordneten Luft, die Dichtigkeit der Kapsel aufrechterhalten beziehungsweise die Kapsel zerstörungsfrei erhalten bleibt.In a further exemplary embodiment of the present invention, the capsule is sealed fluid-tight in such a way that the tightness of the capsule is maintained in the event of pressure fluctuations in the interior of the capsule, preferably in the storage space, resulting from phase transitions of the phase change material. For example, the capsule is sealed in a fluid-tight manner in such a way that, in addition to the previously filled phase change material, air is also present in the capsule interior, preferably in the storage space, which air compresses or expands during the phase transitions of the phase change material. According to the present invention, however, the capsule is designed to be fluid-tight in such a way that even when the air arranged in the storage space is compressed, the tightness of the capsule is maintained or the capsule is retained without being destroyed.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle besitzt die Kapsel im Wesentlich eine vorzugsweise langgezogene Flaschenform, insbesondere dessen Längserstreckung zu wenigstens 50 %, wenigstens 60 % oder wenigstens 70 %, größer bemessen ist als dessen Breitenerstreckung quer zur Längserstreckung. Die Kapsel kann einen im Wesentlichen zylinderförmigen Bodenabschnitt, einen vorzugsweise kontinuierlich an dem Bodenabschnitt anschließenden, im Wesentlichen zylinderförmigen Speicherabschnitt, insbesondere der den Speicherraum im Wesentlichen begrenzt, und einen sich ausgehend von dem Speicherabschnitt im Querschnitt verjüngenden, vorzugsweise kegelstumpfförmigen, Halsabschnitt aufweisen. Es wurde herausgefunden, dass sich eine derartige geometrische Form der Energiespeicherzelle beziehungsweise der Kapsel leicht herstellen lässt und sich außerdem durch eine große, zum Wärmeaustausch mit der Flüssigkeit zur Verfügung stehende Oberfläche ergibt, sodass ein großes Maß an Energie, insbesondere Wärme, in das in dem Speicherraum angeordnete Phasenwechselmaterial eingeleitet beziehungsweise daraus ausgeleitet werden kann.According to an exemplary development of the energy storage cell according to the invention, the capsule essentially has a preferably elongated bottle shape, in particular the length of which is at least 50%, at least 60% or at least 70% larger than its width across the length. The capsule can have a substantially cylindrical base section, a substantially cylindrical storage section, preferably continuously adjoining the base section, in particular which essentially delimits the storage space, and a neck section which tapers in cross section from the storage section and is preferably frustoconical. It has been found that such a geometric shape of the energy storage cell or the capsule can be easily produced and also results from a large surface available for heat exchange with the liquid, so that a large amount of energy, in particular heat, in the Phase change material arranged storage space can be introduced or discharged therefrom.

In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle ist die Kapsel durch mechanische Krafteinwirkung von außen fluiddicht abgeschlossen, vorzugsweise ohne zusätzliche thermische Fügeverfahren, vorzugsweise ohne Schweißen, Löten oder dergleichen. Es kann vorgesehen sein, dass das fluiddichte Abschließen der Kapsel ohne Temperatureinwirkung von außen erfolgt, das heißt ohne zusätzliche Erwärmung oder Abkühlung gegenüber einer Umgebungstemperatur. Beispielsweise wird die Kapsel durch Zusammendrücken und/oder Drehen und/oder Falten, insbesondere Umfalten, wenigstens eines Teiles des Halsabschnitts fluiddicht abgeschlossen. Es kann vorgesehen sein, dass das aus dem Metallrohling umgeformte, vorzugsweise kaltumgeformte, Kapsel-Halbfabrikat an dem Halsabschnitt beispielsweise mittels einer Falt-, Klemm- und/oder Verdreheinrichtung derart zusammengedrückt wird, dass die Kapsel derart abgeschlossen wird, beispielsweise mittels einer Falt-, Klemm- und/oder Verdreheinrichtung derart zusammengedrückt wird, dass die Kapsel fluiddicht abgeschlossen ist. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, insbesondere um die Dichtigkeit der Kapsel zu erhöhen, dass der zusammengedrückte Teil des Halsabschnitts verdreht, insbesondere tordiert, wird.In an exemplary embodiment of the energy storage cell according to the invention, the capsule is sealed in a fluid-tight manner by the action of mechanical force from the outside, preferably without additional thermal joining processes, preferably without welding, soldering or the like. It can be provided that the fluid-tight closure of the capsule takes place without the influence of temperature from the outside, that is to say without additional heating or cooling in relation to an ambient temperature. For example, the capsule is closed in a fluid-tight manner by compressing and / or rotating and / or folding, in particular folding over, at least part of the neck section. Provision can be made for the semi-finished capsule product formed from the metal blank, preferably cold-formed, to be compressed on the neck section, for example by means of a folding, clamping and / or twisting device, in such a way that the capsule is closed off, for example by means of a folding, Clamping and / or twisting device is compressed in such a way that the capsule is sealed fluid-tight. For example, it can be provided, in particular in order to increase the tightness of the capsule, that the compressed part of the neck section is twisted, in particular twisted.

In einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Kapsel, vorzugsweise an dem Halsabschnitt, in einem Zwischenfertigungszustand als Rohling, vorzugsweise nach dem Tiefziehen, zu einer Stirnseite nach außen hin offen gestaltet, um ein Befüllen der Kapsel mit Phasenwechselmaterial zu ermöglichen. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist in die Öffnung vor dem Abschließen der Kapsel eine vorzugsweise chemikalien- und/oder salzbeständige Dichtung, wie ein Dichtungspfropfen, eingelegt und/oder ein vorzugsweise chemikalien- und/oder salzbeständiger Lack, wie ein Dichtungs- und/oder Schutzlack, aufgetragen. Die Dichtung kann derart angeordnet und/oder derart gestaltet sein, dass die Dichtung bei äußerer Krafteinwirkung zum Abschließen der Kapsel, insbesondere beim Zusammendrücken und/oder Verdrehen, vorzugsweise Tordieren, der Kapsel, insbesondere des Halsabschnitts, komprimiert wird. Des Weiteren kann ein vorzugsweise chemikalien- und/oder salzbeständiger Lack, insbesondere ein Dichtungslack und/oder ein Schutzlack, von außen auf die Kapsel im Bereich des zusammengedrückten Halsabschnitts aufgetragen werden. Insbesondere bewirkt der Lack eine Versiegelung der Kapsel im Bereich des Halsabschnitts, vorzugsweise im Bereich dessen zusammengedrückter Öffnung. Als Lack kann beispielsweise ein UV-aushärtender Acryllack eingesetzt werden, der chemikalien- und/oder salzbeständig beständig ist. Es sei klar, dass weitere Lacke anwendbar sind, welche für den Einsatz der vorliegenden Erfindung geeignet sind.In an exemplary development of the present invention, the capsule, preferably on the neck section, is designed in an intermediate production state as a blank, preferably after deep-drawing, open to the outside at one end to enable the capsule to be filled with phase change material. According to a As an example further development, a preferably chemical- and / or salt-resistant seal, such as a sealing plug, is inserted into the opening and / or a preferably chemical- and / or salt-resistant varnish, such as a sealing and / or protective varnish, is inserted into the opening before the capsule is closed. The seal can be arranged and / or designed in such a way that the seal is compressed when an external force acts to close the capsule, in particular when compressing and / or twisting, preferably twisting, the capsule, in particular the neck section. Furthermore, a preferably chemical and / or salt-resistant lacquer, in particular a sealing lacquer and / or a protective lacquer, can be applied from the outside to the capsule in the area of the compressed neck section. In particular, the lacquer seals the capsule in the area of the neck section, preferably in the area of its compressed opening. A UV-curing acrylic varnish, for example, which is resistant to chemicals and / or salt, can be used as the varnish. It should be clear that other paints can be used which are suitable for the use of the present invention.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle ist die Kapsel, vorzugsweise an dem Halsabschnitt, zusätzlich durch ein Induktionsschweiß-, Diffusionsschweiß- oder Kaltschweißverfahren abgeschlossen. Es wurde herausgefunden, dass sich dadurch die Dichtigkeit der Kapsel erhöhen lässt. Insbesondere in Einsatzgebieten der Energiespeicherzelle, bei denen hohe Außendrücke und/oder Innendrücke auf die Kapsel einwirken, hat sich das zusätzliche Verschweißen wenigstens eines Teils des Halsabschnitts, vorzugsweise im Bereich der Öffnung, über die das Phasenmaterial in die Kapsel befüllt wurde, als vorteilhaft, insbesondere in Hinblick auf die Langlebigkeit erwiesen. Bei den verwendeten Schweißverfahren zum Abschließen der Kapsel ist sicherzustellen, dass die beim Schweißen auftretende Wärme oder auch sonstige fertigungsbedingte Einflüsse das Phasenwechselmaterial nicht derart beeinflussen, dass ein Phasenübergang hervorgerufen wird. Des Weiteren kann das zusätzliche Schweißfertigungsverfahren zum Abschließen der Kapsel dann vorteilhaft sein, wenn ein Phasenwechselmaterial gewählt ist, dass zumindest in einem Aggregatszustand besonders flüchtig und/oder besonders materialzersetzend ist.According to an exemplary development of the energy storage cell according to the invention, the capsule, preferably at the neck section, is additionally closed by an induction welding, diffusion welding or cold welding process. It has been found that this increases the tightness of the capsule. Particularly in areas of application of the energy storage cell where high external pressures and / or internal pressures act on the capsule, the additional welding of at least part of the neck section, preferably in the area of the opening through which the phase material was filled into the capsule, has proven to be advantageous, in particular Proven in terms of longevity. With the welding process used to seal the capsule, it must be ensured that the heat generated during welding or other production-related influences do not influence the phase change material in such a way that a phase transition is caused. Furthermore, the additional welding production process for closing the capsule can be advantageous if a phase change material is selected that is particularly volatile and / or particularly material-degrading in at least one physical state.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle weist die Kapsel an ihrem Außenumfang eine vorzugsweise umlaufende Kerbe auf. Beispielsweise ist die Kerbe am Außenumfang des zylindrischen Bodenabschnitts der Kapsel vorgesehen. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Bodenabschnitt im Wesentlichen aus Vollmaterial hergestellt ist. Des Weiteren kann an einer bodenabschnittseitigen Stirnfläche der Kapsel eine Vertiefung eingebracht sein. Beispielsweise ist die Vertiefung wie ein Sackloch geformt und/oder besitzt einen kreisrunden Querschnitt. Die Vertiefung kann sich in Längserstreckungsrichtung der Kapsel bis zu einer Stirnwand der Kapsel erstrecken, die sich vorzugsweise im Bereich des Übergangs von Bodenabschnitt und Speicherabschnitt befindet und auf welcher das Phasenwechselmaterial aufliegt. In einer beispielhaften Weiterbildung ist der Innendurchmesser der Vertiefung auf einen Außendurchmesser des abgeschlossenen, vorzugsweise zusammengedrückten und/oder verdrehten, insbesondere tordierten, Halsabschnitts abgestimmt. Sowohl die Kerbe als auch die Vertiefung vereinfachen die Herstellung und/oder Handhabung oder/oder den Transport der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle. Die Kerbe kann beispielsweise als Kneifrille dienen, um die Energiespeicherzelle während dessen Herstellung oder beim Transport zu greifen beispielsweise handzuhaben. Durch das Vorsehen der bodenabschnittseitigen Vertiefung sowie durch das Aufeinanderabstimmen der entsprechenden Abmessungen von Vertiefung und Halsabschnitt ist es möglich, je zwei erfindungsgemäße Energiespeicherzellen aneinander zu montieren, insbesondere aufeinander aufzustecken. Dabei hat sich außerdem die langgezogene Flaschenform der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle als vorteilhaft erwiesen, da selbst bei einer aufeinander aufgesteckten Energiespeicherzellen-Paar-Anordnung eine ausreichend große Oberfläche geboten ist, die für einen Wärme-/Energieaustausch zwischen der Umgebung und dem Kapselinneren, insbesondere dem Phasenwechselmaterial, bereitgestellt ist.In a further exemplary embodiment of the energy storage cell according to the invention, the capsule has a preferably circumferential notch on its outer circumference. For example, the notch is provided on the outer circumference of the cylindrical bottom section of the capsule. Furthermore, it can be provided that the bottom section is made essentially from solid material. Furthermore, a recess can be made on an end face of the capsule on the base section. For example, the recess is shaped like a blind hole and / or has a circular cross section. The recess can extend in the longitudinal direction of the capsule up to an end wall of the capsule, which is preferably located in the region of the transition from the bottom section and the storage section and on which the phase change material rests. In an exemplary development, the inside diameter of the recess is matched to an outside diameter of the closed, preferably compressed and / or twisted, in particular twisted, neck section. Both the notch and the recess simplify the production and / or handling and / or the transport of the energy storage cell according to the invention. The notch can serve, for example, as a pinch groove in order to grip the energy storage cell during its manufacture or during transport, for example to handle it. By providing the recess on the bottom section and by coordinating the corresponding dimensions of recess and neck section, it is possible to mount two energy storage cells according to the invention on one another, in particular to plug them onto one another. The elongated bottle shape of the energy storage cell according to the invention has also proven to be advantageous, since even with an energy storage cell pair arrangement stacked on top of one another, a sufficiently large surface area is required for heat / energy exchange between the environment and the interior of the capsule, in particular the phase change material, is provided.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung besitzt die Kapsel eine im Wesentlichen konstante Wandstärke im Bereich von 0,125 mm bis vorzugsweise 0,5 mm. Beispielsweise kann der Bodenabschnitt aus Vollmaterial gefertigt sein und/oder die vorzugsweise umlaufende Kerbe und/oder die bodenabschnittseitige Vertiefung aufweisen. Die Materialstärke kann beispielsweise in Abhängigkeit des verwendeten Metalls für die Kapsel gewählt werden. Für den Fall, dass als Material Messing gewählt wird, kann eine Materialstärke im Bereich von 0,15 bis 0,35 mm liegen. Bei Stahl liegen beispielhafte Wandstärken im Bereich von 0,13 mm bis 0,3 mm. Bei der Verwendung von Aluminiumlegierungen, wie beispielsweise AlSi1MgCuMn, liegen beispielhafte Wandstärken im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm. Beispielhafte Speichervolumen der Energiespeicherzelle, das heißt Volumen des von der Kapsel begrenzten Speicherraums, liegen im Bereich von 1 ml bis 50 ml, vorzugsweise im Bereich von 2 ml bis 40 ml, vorzugsweise im Bereich von 3 ml bis 30 ml oder 20 ml. Dabei können beispielhafte Durchmesser der im Wesentlichen im Querschnitt runden Kapsel im Bereich von 5 mm bis 50 mm, vorzugsweise im Bereich von 7 mm bis 40 mm, vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis 30 mm oder 25 mm liegen.According to an exemplary development, the capsule has an essentially constant wall thickness in the range from 0.125 mm to preferably 0.5 mm. For example, the bottom section can be made of solid material and / or have the preferably circumferential notch and / or the recess on the bottom section. The material thickness can be selected, for example, depending on the metal used for the capsule. In the event that brass is selected as the material, a material thickness in the range from 0.15 to 0.35 mm can be. For steel, exemplary wall thicknesses are in the range from 0.13 mm to 0.3 mm. When using aluminum alloys, such as AlSi1MgCuMn, exemplary wall thicknesses are in the range from 0.2 mm to 0.5 mm. Exemplary storage volumes of the energy storage cell, i.e. volume of the storage space bounded by the capsule, are in the range from 1 ml to 50 ml, preferably in the range from 2 ml to 40 ml, preferably in the range from 3 ml to 30 ml or 20 ml exemplary diameter of the capsule, which is essentially round in cross section, in the region of FIG mm to 50 mm, preferably in the range from 7 mm to 40 mm, preferably in the range from 10 mm to 30 mm or 25 mm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Energiespeicher bereitgestellt. Der Energiespeicher kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, bei Energieüberschuss die überschüssige Energie aufzunehmen und zu speichern, und diese bei Bedarf wieder abzugeben.According to a further aspect of the present invention, which can be combined with the preceding aspects and exemplary embodiments, an energy store is provided. The energy store can be set up, for example, to absorb and store the excess energy in the event of an energy surplus, and to release it again when required.

Der Energiespeicher umfasst einen fluiddicht abgeschlossenen und wenigstens teilweise mit einer Flüssigkeit, wie Wasser, Öl oder dergleichen, befüllten Tank. Die Flüssigkeit dient dabei im Wesentlichen als Energieträger beziehungsweise Energieempfänger, von dem beziehungsweise zu dem Energie abgegeben beziehungsweise übergeben wird.The energy store comprises a fluid-tight tank that is at least partially filled with a liquid such as water, oil or the like. The liquid essentially serves as an energy carrier or energy receiver from which or to which energy is given off or transferred.

Erfindungsgemäß ist in dem Tank wenigstens eine Energiespeicherzelle, vorzugsweise eine Vielzahl, insbesondere mehrere hunderte oder tausende Energiespeicherzellen, angeordnet, die gemäß einem der zuvor beschriebenen Aspekte oder beispielhaften Ausführungen ausgestaltet sind.According to the invention, at least one energy storage cell, preferably a plurality, in particular several hundreds or thousands of energy storage cells, is arranged in the tank, which energy storage cells are configured in accordance with one of the previously described aspects or exemplary embodiments.

Erfindungsgemäß ist die Kapsel aus Metall, hergestellt beziehungsweise gefertigt. Als Metalle kommen beispielsweise Aluminium, Messing, Stahl oder Kupfer sowie Legierungen davon zum Einsatz. Metalle sind kostengünstig und einfach zu verarbeiten. Bei den erfindungsgemäßen Metall-Kapseln hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass Metalle eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Dadurch kann eine reaktionsschnelle Energiespeicherzelle geschaffen werden. Aufgrund der erhöhten Wärmeleitfähigkeit von Metall, insbesondere gegenüber dem bisher verwendeten Material Kunststoff, reagierte das Phasenwechselmaterial deutlich schneller, insbesondere sensibler, auf Temperaturänderungen der die Kapsel umgebenden und/oder umströmenden Flüssigkeit. Dadurch, dass die Wärmeleitfähigkeit von Metallen in der Regel um den Faktor 10 bis 1000 höher ist als die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen kann das Phasenwechselmaterial um diesen Faktor schneller auf Temperaturänderungen der Flüssigkeit reagieren. Dadurch ist der Energiespeicher deutlich effektiver als bekannte Energiespeicher. Überraschenderweise hat sich durch den Einsatz von Metall als Energiespeicherzellenmaterial gezeigt, dass die Energiespeicher auch erheblich langlebiger sind. Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere im Langzeitverhalten Metalle weniger permeabel für das innerhalb der Kapsel angeordnete Phasenwechselmaterial sind, sodass dieses nicht nach außen in seine Umgebung, insbesondere in die die Kapsel umgebende und/oder umströmende und innerhalb des Tanks angeordnete Flüssigkeit, diffundieren kann.According to the invention, the capsule is made or manufactured from metal. The metals used are, for example, aluminum, brass, steel or copper and alloys thereof. Metals are inexpensive and easy to process. In the case of the metal capsules according to the invention, it has proven advantageous that metals have a high thermal conductivity. This enables a fast-reacting energy storage cell to be created. Due to the increased thermal conductivity of metal, in particular compared to the previously used material plastic, the phase change material reacted significantly faster, in particular more sensitively, to temperature changes in the liquid surrounding and / or flowing around the capsule. As a result, the thermal conductivity of metals usually by the factor 10 up to 1000 is higher than the thermal conductivity of plastics, the phase change material can react faster to temperature changes in the liquid by this factor. As a result, the energy storage device is significantly more effective than known energy storage devices. Surprisingly, the use of metal as the energy storage cell material has shown that the energy storage devices are also considerably more durable. It has been found that, particularly in long-term behavior, metals are less permeable to the phase change material arranged inside the capsule, so that this cannot diffuse outward into its surroundings, in particular into the liquid surrounding and / or flowing around the capsule and arranged inside the tank.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung liegt in dem Tank ein Druck von über einem Bar insbesondere von über 2 bar, 3 bar oder 4 bar, vor. Der Druck kann beispielsweise ein Flüssigkeitsdruck, wie ein Wasserdruck, sein, der durch die im Tank vorliegende Fluidsäule entstehen kann. Ferner kann der Druck aufgrund der Gewichtskraft der Vielzahl aufeinander liegender Energiespeicherzellen entstehen und auf eine oder mehrere der Vielzahl von Energiespeicherzellen wirken. Insbesondere nimmt der gewichtskraftabhängige Druck auf die Energiespeicherzellen in Gravitationsrichtung zu.According to an exemplary development, the pressure in the tank is above one bar, in particular above 2 bar, 3 bar or 4 bar. The pressure can, for example, be a liquid pressure, such as a water pressure, which can arise from the fluid column present in the tank. Furthermore, the pressure can arise due to the weight of the plurality of energy storage cells lying on top of one another and act on one or more of the plurality of energy storage cells. In particular, the weight-dependent pressure on the energy storage cells increases in the gravitational direction.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zum Herstellen einer Energiespeicherzelle bereitgestellt. Die Energiespeicherzelle kann dazu eingerichtet sein beziehungsweise derart beispielsweise in einem Energiespeicher angeordnet sein, dass die Energiespeicherzelle von einer Flüssigkeit, wie Wasser, Öl oder dergleichen, umgeben und/oder umströmt ist. Die Energiespeicherzelle kann beispielsweise nach folgenden Prinzip funktionieren: bis zu einer gewissen Flüssigkeitstemperatur nimmt die Energiespeicherzelle Wärme, d. h. Energie, von der die Energiespeicherzelle umgebenden und/oder umströmenden Flüssigkeit auf. Die Energiespeicherzelle ist dabei dazu ausgelegt, die aufgenommene Wärme beziehungsweise Energie zu speichern. Bei Bedarf kann die Energiespeicherzelle die gespeicherte Energie wieder abgeben. Dies kann beispielsweise ohne jegliche Steuer- und/oder Regeleinrichtung beziehungsweise externe Zugriffe auf die Energiespeicherzelle erfolgen, sondern vorzugsweise ausschließlich durch eine Temperatursensibilität bezüglich der die Energiespeicherzelle umgebenden und/oder umströmenden Flüssigkeit. Beispielsweise handelt es sich bei dem Energiespeicher um einen Wassertank, wie einen Boiler, der im Freien angeordnet ist und in dem sich die Energiespeicherzelle befindet. Tagsüber kann das in dem Wassertank angeordnete Wasser durch Sonnenstrahlung erwärmt werden und dabei die Energiespeicherzelle erwärmen, welche die aufgenommene Wärme in Form von Energie speichert. Kühlt das in dem Wassertank befindliche Wasser ab, zum Beispiel Nachts, kann die Energiespeicherzelle die Wärme wieder abgeben, um so das Wasser aufzuwärmen.According to a further aspect of the present invention, which can be combined with the preceding aspects and exemplary embodiments, a method for producing an energy storage cell is provided. The energy storage cell can be set up for this or, for example, be arranged in an energy storage device in such a way that the energy storage cell is surrounded and / or flowed around by a liquid such as water, oil or the like. The energy storage cell can function, for example, according to the following principle: up to a certain liquid temperature, the energy storage cell absorbs heat, i. H. Energy from the liquid surrounding and / or flowing around the energy storage cell. The energy storage cell is designed to store the absorbed heat or energy. If necessary, the energy storage cell can release the stored energy again. This can take place, for example, without any control and / or regulating device or external access to the energy storage cell, but preferably exclusively through a temperature sensitivity with regard to the liquid surrounding and / or flowing around the energy storage cell. For example, the energy storage device is a water tank, such as a boiler, which is arranged outdoors and in which the energy storage cell is located. During the day, the water arranged in the water tank can be heated by solar radiation and thereby heat the energy storage cell, which stores the absorbed heat in the form of energy. If the water in the water tank cools down, for example at night, the energy storage cell can release the heat again in order to warm up the water.

Erfindungsgemäß wird Phasenwechselmaterial in eine Kapsel eingebracht und die Kapsel abgeschlossen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kapsel aus Metall gefertigt. Als Metalle kommen beispielsweise Aluminium, Messing, Stahl oder Kupfer sowie Legierungen davon zum Einsatz. Metalle sind kostengünstig und einfach zu verarbeiten. Bei den erfindungsgemäßen Metall-Kapseln hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass Metalle eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Dadurch konnte eine reaktionsschnelle Energiespeicherzelle geschaffen werden. Aufgrund der erhöhten Wärmeleitfähigkeit von Metall, insbesondere gegenüber dem bisher verwendeten Material Kunststoff, reagierte das Phasenwechselmaterial deutlich schneller, insbesondere sensibler, auf Temperaturänderungen der die Kapsel umgebenden und/oder umströmenden Flüssigkeit. Dadurch, dass die Wärmeleitfähigkeit von Metallen in der Regel um den Faktor 10 bis 1000 höher ist als die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen kann das Phasenwechselmaterial um diesen Faktor schneller auf Temperaturänderungen der Flüssigkeit reagieren. Dadurch ist die Energiespeicherzelle deutlich effektiver als bekannte Energiespeicherzellen aus Kunststoff.According to the invention, phase change material is introduced into a capsule and the capsule is closed. According to the method according to the invention, the capsule is made of metal. The metals used are, for example, aluminum, brass, steel or copper and alloys thereof. Metals are inexpensive and easy to process. In the case of the metal capsules according to the invention, it has proven advantageous that metals have a high thermal conductivity. This could a responsive energy storage cell can be created. Due to the increased thermal conductivity of metal, in particular compared to the previously used material plastic, the phase change material reacted significantly faster, in particular more sensitively, to temperature changes in the liquid surrounding and / or flowing around the capsule. As a result, the thermal conductivity of metals usually by the factor 10 up to 1000 is higher than the thermal conductivity of plastics, the phase change material can react faster to temperature changes in the liquid by this factor. As a result, the energy storage cell is significantly more effective than known energy storage cells made of plastic.

Überraschenderweise hat sich durch den Einsatz von Metall als Kapselmaterial gezeigt, dass die Energiespeicherzellen auch erheblich langlebiger sind. Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere im Langzeitverhalten Metalle weniger permeabel für das innerhalb der Kapsel angeordnete Phasenwechselmaterial sind, sodass dieses nicht nach außen in seine Umgebung, insbesondere in die die Kapsel umgebende und/oder umströmende Flüssigkeit, diffundieren kann.Surprisingly, the use of metal as the capsule material has shown that the energy storage cells are also considerably more durable. It has been found that, particularly in long-term behavior, metals are less permeable to the phase change material arranged inside the capsule, so that this cannot diffuse outward into its surroundings, in particular into the liquid surrounding and / or flowing around the capsule.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kapsel aus einem Metallband vordefinierter Stärke umgeformt. Über die vordefinierte Stärke des Metallbands lässt sich die resultierende Wandstärke der Kapsel beeinflussen. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung wird das Metallband durch Tiefziehen in einen zylinderförmigen Rohling umgeformt. Dabei kann das Tiefziehen in wenigstens zwei Tiefziehschritte unterteilt sein. Die Metallwand wird dabei derart durch Tiefziehen umgeformt, dass der Rohling zu einer Stirnseite hin offen gestaltet ist. Des Weiteren kann der Rohling an der offenen Stirnseite aufgetulpt, das heißt in seinem Querschnitt vergrößert, vorzugsweise kontinuierlich oder sprunghaft, abgeschnitten, eingezogen und anschließend auf eine vorbestimmte Länge zur Bildung eines im Wesentlichen flaschenförmigen Halbfabrikats gedreht werden. Das Halbfabrikat besitzt beispielsweise im Wesentlichen bereits annährend die Endform der Energiespeicherzelle beziehungsweise der Kapsel. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Kapsel über die offene Stirnseite mit Phasenwechselmaterial befüllt wird, wobei je nach Phasenwechselmaterial mehrere Befüllvorgänge vorgesehen sein können. Ferner kann die Kapsel durch mechanische Krafteinwirkung von außen abgeschlossen werden und gegebenenfalls versiegelt und/oder abgedichtet werden, beispielsweise mittels einer Dichtung, wie eines Dichtungspfropfens, und/oder eines Lacks, beispielsweise eines Dichtungslacks und/oder eines Schutzlacks, wie eines UVaushärtenden Acryllacks.According to an exemplary development of the method according to the invention, the capsule is shaped from a metal strip of predefined thickness. The resulting wall thickness of the capsule can be influenced via the predefined thickness of the metal strip. According to an exemplary development, the metal strip is formed into a cylindrical blank by deep drawing. The deep drawing can be divided into at least two deep drawing steps. The metal wall is formed by deep drawing in such a way that the blank is designed to be open towards one end face. Furthermore, the blank can be sculpted on the open end face, that is, enlarged in its cross-section, preferably continuously or abruptly, cut off, drawn in and then rotated to a predetermined length to form an essentially bottle-shaped semi-finished product. The semi-finished product, for example, already has essentially the final shape of the energy storage cell or the capsule. Furthermore, it can be provided that the capsule is filled with phase change material via the open face, it being possible for several filling processes to be provided depending on the phase change material. Furthermore, the capsule can be closed by the action of mechanical force from the outside and, if necessary, sealed and / or sealed, for example by means of a seal such as a sealing plug and / or a lacquer, for example a sealing lacquer and / or a protective lacquer such as a UV-curing acrylic lacquer.

Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das Verfahren derart ausgebildet, dass es die Energiespeicherzelle gemäß einem der zuvor beschriebenen Aspekte und beispielhaften Ausführungen realisiert.According to an exemplary development, the method is designed in such a way that it realizes the energy storage cell in accordance with one of the previously described aspects and exemplary embodiments.

Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gegeben.Preferred embodiments are given in the subclaims.

Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle;
  • 2 eine schematische Ansicht eines Rohlings zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle;
  • 3 eine Schnittansicht eines Rohlings nach 2 nach einem Verarbeitungsschritt;
  • 4 eine Schnittansicht des Rohlings gemäß der 2 und 3 nach einem weiteren Bearbeitungsschritt
  • 5 eine Schnittansicht des Rohlings gemäß den 2 bis 4 nach einem weiteren Bearbeitungsschritt;
  • 6 eine Schnittansicht des Rohlings gemäß den 2 bis 5 nach einem weiteren Bearbeitungsstand;
  • 7 eine Schnittansicht des Rohlings gemäß den 2 bis 6 nach einem weiteren Bearbeitungsschritt;
  • 8 eine Schnittansicht eines Halbfabrikats einer erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle;
  • 9a eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle gemäß der Linie IX-IX aus 1;
  • 9b eine Schnittansicht eines nach 8 ausgebildeten Halbfabrikats in einer schematisch dargestellten Bearbeitungsstation;
  • 9c eine Schnittansicht des Halbfabrikats in der Bearbeitungsstation nach 9b nach einem Bearbeitungsschritt; und
  • 10 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung.
In the following, further properties, features and advantages of the invention will become clear by means of a description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying exemplary drawings, in which:
  • 1 a schematic view of an energy storage cell according to the invention;
  • 2 a schematic view of a blank for producing an energy storage cell according to the invention;
  • 3 a sectional view of a blank according to 2 after a processing step;
  • 4th a sectional view of the blank according to FIG 2 and 3 after a further processing step
  • 5 a sectional view of the blank according to FIG 2 to 4th after a further processing step;
  • 6th a sectional view of the blank according to FIG 2 to 5 after a further processing status;
  • 7th a sectional view of the blank according to FIG 2 to 6th after a further processing step;
  • 8th a sectional view of a semifinished product of an energy storage cell according to the invention;
  • 9a a sectional view of an energy storage cell according to the invention along the line IX-IX 1 ;
  • 9b a sectional view of an after 8th trained semi-finished product in a processing station shown schematically;
  • 9c a sectional view of the semi-finished product in the processing station according to 9b after a processing step; and
  • 10 a sectional view of an energy storage cell according to the invention according to a further exemplary embodiment.

In der folgenden Beschreibung beispielhafte Ausführungen ist die erfindungsgemäße Energiespeicherzelle im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen.In the following description of exemplary embodiments, the energy storage cell according to the invention is generally given the reference number 1 Mistake.

Anhand der 2 bis 9a wird unter Bezugnahme auf die dargestellten Fertigungsstadien der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle 1 auch das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen der Energiespeicherzelle 1 beschrieben, die in 1 in einer Seitenansicht und in 9a in einer Schnittansicht gemäß der Linie IX-IX nach 1 abgebildet ist. Erfindungsgemäß umfasst die Energiespeicherzelle 1 eine aus Metall gefertigte Kapsel 3, in der Phasenwechselmaterial 5 (9) angeordnet ist. Die Kapsel 3 umfasst im Wesentlichen die folgenden Abschnitte beziehungsweise Bestandteile: einen im Wesentlichen zylinderförmigen Bodenabschnitt 7; einen an dem Bodenabschnitt 7 anschließenden, im Wesentlichen zylinderförmigen Speicherabschnitt 9; sowie einen an den Speicherabschnitt 9 anschließenden Halsabschnitt 11, der ebenfalls im Wesentlich einen runden Querschnitt besitzt und dessen Querschnittsabmessung beginnend beim Speicherabschnitt 9 abschnittweise kontinuierlich abnimmt, das heißt sich weg vom Speicherabschnitt 9 hin verjüngt. Am Übergang zwischen Speicherabschnitt 9 und Halsabschnitt 11 ist ein im Wesentlichen Kegelstumpfförmiger Übergang 13 gebildet. In 1 bereits zu erkennen, dass die Kapsel 3 im Bereich des Halsabschnitts 11 zusammengedrückt und/oder verdreht, vorzugsweise ausschließlich unter äußerer mechanischer Krafteinwirkung fluiddicht abgeschlossen ist. Angedeutet sind in 1 mehrere Faltbereiche 15 im Halsabschnitt 11, auf die noch näher in Bezug auf 9b, 9c eingegangen wird. Based on 2 to 9a is with reference to the illustrated manufacturing stages of the energy storage cell according to the invention 1 also the method according to the invention for producing the energy storage cell 1 described in 1 in a side view and in 9a in a sectional view along the line IX-IX according to 1 is shown. According to the invention, the energy storage cell comprises 1 a capsule made of metal 3 , in the phase change material 5 ( 9 ) is arranged. The capsule 3 essentially comprises the following sections or components: an essentially cylindrical bottom section 7th ; one on the bottom portion 7th subsequent, essentially cylindrical storage section 9 ; and one to the storage section 9 subsequent neck section 11 , which also essentially has a round cross-section and its cross-sectional dimension starting with the storage section 9 continuously decreases in sections, i.e. away from the storage section 9 tapered towards. At the transition between storage sections 9 and neck section 11 is a substantially frustoconical transition 13 educated. In 1 already recognize that the capsule 3 in the area of the neck section 11 is compressed and / or twisted, preferably closed in a fluid-tight manner exclusively under the action of external mechanical force. Are indicated in 1 several folding areas 15th in the neck section 11 , to which even closer in terms of 9b , 9c is received.

2 zeigt einen beispielhaften Metallrohling 17, aus dem die erfindungsgemäße Energiespeicherzelle 1 durch Umformen, insbesondere Kaltumformen, vorzugsweise Tiefziehen, gefertigt ist. Bei dem Metallrohling 17 kann es sich um ein Metallband (1) oder auch einer Metallplatte oder Ähnliches handeln. 2 shows an exemplary metal blank 17th , from which the energy storage cell according to the invention 1 is made by forming, in particular cold forming, preferably deep drawing. With the metal blank 17th can it be a metal band ( 1 ) or a metal plate or something similar.

In 3 ist die Metall-Kapsel in einem Zwischenfertigungsstadium dargestellt. In einem ersten Tiefziehschritt wurde aus dem Metallrohling 17 gemäß 2 ein im Wesentlichen zylinderförmiger, zu einer Stirnseite 19 hin offener Kapsel-Rohling 3' gefertigt. Der Kapsel-Rohling 3' umfasst einen der offenen Stirnseiten 19 gegenüberliegenden Boden 21, dessen Außenseite leicht gekrümmt, vorzugsweise konkav, ausgebildet ist. Der Boden 21 mündet in eine umlaufende Kapselwandung 23, dessen Wandstärke von dem Boden 21 hin zur offenen Stirnseite 19 hin im Wesentlichen kontinuierliche abnimmt. Die Rest-Wandstärke des Bodens 21 kann mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens beliebig eingestellt werden, je nach Anforderung an die Wandstärke der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle 1. In 3 ist zu erkennen, dass der Kapsel-Rohling 3' im Wesentlichen hohl ausgebildet ist, das heißt die umlaufende Kapselwandung 23 umgibt einen Hohlraum 25.In 3 the metal capsule is shown in an intermediate stage of manufacture. In a first deep-drawing step, the metal blank became 17th according to 2 an essentially cylindrical one towards one end face 19th open capsule blank 3 ' manufactured. The capsule blank 3 ' includes one of the open end faces 19th opposite bottom 21st , the outside of which is slightly curved, preferably concave. The floor 21st opens into a circumferential capsule wall 23 whose wall thickness is from the floor 21st towards the open front 19th decreasing essentially continuously. The remaining wall thickness of the floor 21st can be set as desired by means of the production method according to the invention, depending on the requirements placed on the wall thickness of the energy storage cell according to the invention 1 . In 3 it can be seen that the capsule blank 3 ' is essentially hollow, that is, the encircling capsule wall 23 surrounds a cavity 25th .

In 4 ist ein Kapselrohling 3" gezeigt, der durch einen weiteren Umformschritt, insbesondere Kaltumformschritt, vorzugsweise Tiefziehschritt, des Kapsel-Rohlings 3' nach 3 gebildet ist. Der Kapsel-Rohling 3" unterscheidet sich von dem Kapsel-Rohling 3' im Wesentlichen durch die Axialabmessung, also dessen Abmessung in Erstreckungsrichtung des Kapsel-Rohlings 3". Ferner ist an der zur Umgebung hin offenen Stirnseite 19 zu erkennen, dass die umlaufende Stirnwand 27, welche die Kapselwandung 23 in Längserstreckungsrichtung begrenzt, ungleichmäßig, das heißt nicht eben, geformt ist.In 4th is a capsule blank 3 " shown by a further forming step, in particular cold forming step, preferably deep-drawing step, of the capsule blank 3 ' to 3 is formed. The capsule blank 3 " differs from the capsule blank 3 ' essentially by the axial dimension, that is to say its dimension in the direction of extent of the capsule blank 3 " . Furthermore, is on the front side open to the environment 19th to see that the circumferential front wall 27 , which the capsule wall 23 limited in the longitudinal direction, unevenly, that is not flat, shaped.

5 zeigt die in einen Kapsel-Rohling 3"' nach einem weiteren Bearbeitungsschritt des Kapsel-Rohlings 3" gemäß 4. Der Kapsel-Rohling 3"' unterscheidet sich dabei von dem Kapsel-Rohling 3" nach 4 im Wesentlichen dadurch, dass der Kapsel-Rohling 3"' an dem offen Ende 19 aufgetulpt ist, um ein tulpenförmiges Ende 29 zu bilden. Dabei kommen beispielsweise Kaltumformverfahren wie Taumeln oder Rollen, zum Einsatz. Zwischen dem tulpenförmigen Ende 29 und dem im Querschnitt kleineren Kanalwandungsbereich 23 des Metallkapsel-Rohlings 3"' ist ein im Wesentlichen umlaufender Knick 31 vorgesehen, dessen Längserstreckung klein bemessen ist, vorzugsweise nur wenige Millimeter beträgt, insbesondere kleiner als 10 mm ist. 5 shows the in a capsule blank 3 "' after a further processing step of the capsule blank 3 " according to 4th . The capsule blank 3 "' differs from the capsule blank 3 " to 4th essentially by the fact that the capsule blank 3 "' at the open end 19th is sculpted to a tulip-shaped end 29 to build. Cold forming processes such as tumbling or rolling are used, for example. Between the tulip-shaped end 29 and the duct wall area with a smaller cross-section 23 of the metal capsule blank 3 "' is an essentially circumferential kink 31 provided, the longitudinal extent of which is small, preferably only a few millimeters, in particular less than 10 mm.

Ein in 6 dargestellter Metallkapsel-Rohling 3IV ist dadurch hergestellt, dass der in 5 dargestellte Kapsel-Rohling 3"' im Bereich des tulpenförmigen Endes 29 zur Stirnseite 19 hin plan abgeschnitten wurde, um eine ebene, glatte Ring-Stirnwand-Struktur 27 zu erzeugen.An in 6th Metal capsule blank shown 3 IV is made by the in 5 shown capsule blank 3 "' in the area of the tulip-shaped end 29 to the front 19th was cut flat to form a flat, smooth ring-front wall structure 27 to create.

In 7 ist ein weiteres Fertigungsstadium der Metallkapsel 3 dargestellt und mit der Bezugsziffer 3V gekennzeichnet. Das Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V unterscheidet sich von dem Kapsel-Rohling 3IV zum einen dadurch, dass die Bodenfläche 21' im Vergleich zu der gekrümmten Oberfläche 21 gemäß den 3 bis 6 begradet wurde und als im Wesentlichen ebene Bodenfläche 21' gestaltet ist. Ferner ist im Wesentlichen der tulpenförmige Endabschnitt 29 des Metall-Kapsel-Rohlings 3IV nach innen eingezogen und in die Länge gezogen, um den Halsabschnitt 3 umzuformen, wobei am Übergang zwischen Halsabschnitt 11 und Speicherabschnitt 9 ein im Wesentlichen kegelstumpfförmiger Übergang 13 gebildet ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V beispielsweise durch Drehen abgelängt und/oder auf eine vorbestimmte Axiallänge, das heißt Längserstreckung, gebracht wurde. Gemäß dem Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V in 8 ist zu erkennen, dass keine weiteren Bearbeitungsschritte im Vergleich zu dem Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V nach 7 mehr vorgenommen wurden. Dafür wurde der Hohlraum 25 über die an der Stirnseite 10 bereitgestellte Öffnung mit dem Phasenwechselmaterial 5 befüllt, welches beispielsweise in flüssiger oder festkörperartiger Form vorliegen kann. Zu beispielhaften Ausführungen und den Eigenschaften der erfindungsgemäßen verwendeten Phasenwechselmaterialien 5 wird auf obiger Beschreibung verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden. Es ist zu erkennen, dass der Hohlraum 25 beispielhaft zwischen 40 % bis 60 % mit dem Phasenwechselmaterial 5 belegt ist, wobei die Füllmenge in Abhängigkeit des zu wählenden Phasenwechselmaterials 5 eingestellt wird und zwischen 1 % bis 100 % des durch den Speicherraum 25' festgelegten Volumens beträgt.In 7th is a further production stage of the metal capsule 3 and with the reference number 3 V marked. The metal capsule semi-finished product 3 V differs from the capsule blank 3 IV on the one hand by the fact that the floor area 21 ' compared to the curved surface 21st according to the 3 to 6th was leveled and as a substantially flat floor surface 21 ' is designed. Furthermore, the tulip-shaped end section is essentially 29 of the metal capsule blank 3 IV drawn inward and elongated, around the neck section 3 to reshape, being at the transition between the neck section 11 and memory section 9 a substantially frustoconical transition 13 is formed. Furthermore, it can be provided that the metal capsule semi-finished product 3 V for example, cut to length by turning and / or brought to a predetermined axial length, that is to say longitudinal extension. According to the metal capsule semi-finished product 3 V in 8th it can be seen that there are no further processing steps compared to the metal capsule semi-finished product 3 V to 7th more were made. That was the cavity 25th about the at the Face 10 provided opening with the phase change material 5 filled, which can for example be in liquid or solid-like form. To exemplary embodiments and the properties of the phase change materials used according to the invention 5 reference is made to the description above in order to avoid repetition. It can be seen that the cavity 25th for example between 40% to 60% with the phase change material 5 is occupied, the filling quantity depending on the phase change material to be selected 5 is set and between 1% to 100% of the memory space 25 ' specified volume.

In 9a ist schließlich die erfindungsgemäße Energiespeicherzelle 1 in Schnittansicht gemäß der Linie IX-IX in 1 gezeigt, wobei das Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V nach 8 im Bereich des Halsabschnitts 11 unter mechanischer Krafteinwirkung von außen zusammengedrückt und/oder verdreht wurde. Dabei ist der Halsabschnitt 11 derart stark zusammengedrückt und/oder verdreht, dass die Kapsel 3 fluiddicht bezüglich der Umgebung abgeschlossen ist. Dies bedeutet, dass das innerhalb der Kapsel 3 angeordnete und den Speicherraum 25' belegende Phasenwechselmaterial 5 nicht nach außen gelangen kann, und die Energiespeicherzelle 1 umgebende und/oder umströmende Flüssigkeit (nicht dargestellt) nicht in das Innere der Kapsel 3 gelangen kann.In 9a is finally the energy storage cell according to the invention 1 in a sectional view along the line IX-IX in 1 shown, the metal capsule semi-finished product 3 V to 8th in the area of the neck section 11 was compressed and / or twisted under the action of mechanical force from the outside. This is the neck section 11 so strongly compressed and / or twisted that the capsule 3 is fluid-tight with respect to the environment. This means that this is inside the capsule 3 arranged and the storage space 25 ' evidencing phase change material 5 can not get to the outside, and the energy storage cell 1 surrounding and / or flowing around liquid (not shown) into the interior of the capsule 3 can get.

In Bezug auf die 9b bis 9c wird eine beispielhafte Bearbeitungsstation, wie eine Falt-, Klemm- und/oder Verdrehstation 33 gezeigt, mittels der die Kapsel 3, insbesondere das Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V , zur Bildung der finalen Metallkapsel 3 zusammengedrückt und/oder verdreht, insbesondere tordiert, wird. Die Falt- und/oder Verdrehstation 33 ist, wie auch das mit Phasenwechselmaterial 5 befüllte Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V , in Schnittansicht schematisch dargestellt. Die Falt- und/oder Verdrehstation 33 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich einer Längsachse A ausgebildet. Während der Bearbeitung des Kapsel-Halbfabrikats 3V in der Falt- und/oder Verdrehstation 33 ist eine Längsachse der Kapsel, bezüglich welcher diese rotationsymmetrisch ausgebildet ist, koaxial zu der Längsachse A der Falt- und/oder Verdrehstation 33 orientiert. Gehalten wird das Metall-Kapsel-Halbfabrikat 3V durch beispielsweise umlaufende Haltebacken 35. Die Haltebacken 35 bilden einen beispielsweise umlaufenden Linienkontakt (9b) oder einen Flächenkontakt im Wesentlichen im Bereich des Übergangs 13 zwischen Speicherabschnitt 9 und Halsabschnitt 11'. Die Klemmbacken 35 sind im Wesentlichen aus Vollmaterial hergestellt und lassen sich in ihrer Positionierung hinsichtlich des Abstandes zur Längsachse A verlagern, um unterschiedliche Abmessungen von Metall-Kapsel-Halbfabrikaten 3V bearbeiten zu können.Regarding the 9b to 9c becomes an exemplary processing station, such as a folding, clamping and / or twisting station 33 shown by means of the capsule 3 , especially the semi-finished metal capsule product 3 V to form the final metal capsule 3 is compressed and / or twisted, in particular twisted. The folding and / or twisting station 33 is like that with phase change material 5 filled metal capsule semi-finished product 3 V , shown schematically in sectional view. The folding and / or twisting station 33 is essentially rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis A. educated. During the processing of the capsule semi-finished product 3 V in the folding and / or twisting station 33 is a longitudinal axis of the capsule, with respect to which it is formed rotationally symmetrical, coaxial to the longitudinal axis A. the folding and / or twisting station 33 oriented. The semi-finished metal capsule product is held 3 V by, for example, circumferential holding jaws 35 . The holding jaws 35 form a circumferential line contact, for example ( 9b) or a surface contact essentially in the area of the transition 13 between memory section 9 and neck section 11 ' . The jaws 35 are essentially made of solid material and their positioning with regard to the distance to the longitudinal axis A. relocate to different dimensions of metal capsule semi-finished products 3 V edit.

Unmittelbar über den Haltebacken 35 in Axialrichtung A betrachtet weist die Falt- und/ oder Verdrehstation 33 eine Falt-, Klemm- und/oder Verdreheinheit 37 auf. Diese ist im Wesentlichen aus Vollmaterial hergestellt und im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung A hin und her bewegbar beziehungsweise um die Längsachse A um wenigstens 10°, vorzugsweise um wenigstens 20°, vorzugsweise um wenigstens 30° oder vorzugsweise um wenigstens 45°, insbesondere um maximal 360°, 270°, 180 oder um maximal 135°, verdrehbar. Es ist zu erkennen, dass die Falt- und/oder Verdreheinheit 37 wenigstens zwei zusammenwirkende, diametral bezüglich der Längsachse A gegenüberliegende Klemmbacken 39, 41 besitzt, wobei wenigstens eine der wenigstens zwei Klemmbacken 39, 41 bewegbar gelagert ist, um den Halsabschnitt 11' zu verklemmen, insbesondere zu falten, und/oder zu verdrehen. Die Klemmbacken 39, 41 greifen derart an den Halsabschnitt 11' an, beziehungsweise das Metall-Kapsel-Halbfabrikat Halbfabrikat ist derart in der Falt- und/oder Verdrehstation 33 aufgenommen, dass jeweils eine im Wesentlichen sich in Axialrichtung A erstreckenden Klemmfläche 40, 42 der Klemmbacken 39, 41 unmittelbar unterhalb der Stirnseite 19 des Metall-Kapsel-Halbfabrikats 3V den Halsabschnitt 11' zusammendrückt und/oder verdreht. An die jeweiligen Klemmflächen 40, 42 schließt eine jeweilige Formgebungsfläche 43, 45 an, die dem Halsabschnitt 11' ebenfalls zugewandt ist, jedoch in einem Winkel bezüglich der Axialrichtung A orientiert ist, sodass sich nach dem Zusammendrücken des Halsabschnitts 11' mittels der Klemmbacken 39, 41 eine sich zumindest abschnittsweise kontinuierlich verjüngende Querschnittsabmessung im Halsabschnitt 11 (siehe 9c) ergibt. Bezugnehmend auf 9c ist die Metall-Kapsel 3 zu sehen, welche mittels der Falt- und/oder Verdrehstation 33 fluiddicht abgeschlossen ist. Wie bereits in Bezug auf 1 angesprochen, entstehen Faltbereiche 15 am Halssabschnitt 11 und sind derart ineinandergreifend und/oder aneinandergepresst, dass die Kapsel 3 an der Stirnseite 19 fluiddicht abgeschlossen ist.Immediately above the holding jaws 35 in the axial direction A. viewed has the folding and / or twisting station 33 a folding, clamping and / or rotating unit 37 on. This is essentially made of solid material and essentially perpendicular to the axial direction A. movable back and forth or around the longitudinal axis A. rotatable by at least 10 °, preferably by at least 20 °, preferably by at least 30 ° or preferably by at least 45 °, in particular by a maximum of 360 °, 270 °, 180 or a maximum of 135 °. It can be seen that the folding and / or rotating unit 37 at least two cooperating diametrically with respect to the longitudinal axis A. opposing jaws 39 , 41 has at least one of the at least two jaws 39 , 41 is movably mounted to the neck portion 11 ' to jam, in particular to fold, and / or twist. The jaws 39 , 41 so grip the neck portion 11 ' on, or the metal capsule semi-finished product is in such a way in the folding and / or twisting station 33 added that each one is essentially in the axial direction A. extending clamping surface 40 , 42 the jaws 39 , 41 immediately below the face 19th of the metal capsule semi-finished product 3 V the neck section 11 ' squeezes and / or twisted. To the respective clamping surfaces 40 , 42 closes a respective shaping surface 43 , 45 to that of the neck section 11 ' is also facing, but at an angle with respect to the axial direction A. is oriented so that after squeezing the neck section 11 ' by means of the clamping jaws 39 , 41 a cross-sectional dimension in the neck section that tapers continuously at least in sections 11 (please refer 9c ) results. Referring to 9c is the metal capsule 3 to see which by means of the folding and / or twisting station 33 is completed fluid-tight. As with 1 addressed, fold areas arise 15th at the neck section 11 and are so interlocked and / or pressed together that the capsule 3 at the front 19th is completed fluid-tight.

Um die Abdichtung der Metall-Kapsel 3 zu verbessern, können weitere Maßnahmen vorgenommen werden. Beispielsweise können vor dem Zusammendrücken und/oder Verdrehen des Halsabschnitts 11 in die an der Stirnseite 19 gebildete Öffnung eine chemikalien- und/oder salzbeständige Dichtung, wie ein Dichtungspfropfen, von oben in den Halsabschnitt 11 eingelegt werden. Bei äußerer Krafteinwirkung in Folge des Aufeinanderzufahrens der Klemmbacken 39, 41 wird die Dichtung komprimiert, vorzugsweise derart komprimiert, dass sie zwischen den Faltbereichen 15 resultierende Zwischenräume belegt und ausfüllt, um die Fluiddichtigkeit der Kapsel 3 zu erhöhen. Des Weitern kann ein vorzugsweise chemikalien- und/oder salzbeständiger Lack, beispielsweise ein UV-aushärtender Acryllack, von außen auf die Kapsel 3 beispielsweise im Bereich des zusammengedrückten Halsabschnitts 11' auf diesen aufgetragen werden, der eine Art Versiegelung bewirkt, um die Fluiddichtigkeit der Kapsel 3 zu erhöhen. In einer beispielhaften Ausführung kann zusätzlich zu den rein mechanischen Fertigungsschritten zur Herstellung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle 1 noch ein Induktionsschweiß-, Diffusionsschweiß- oder Kaltschweißverfahrensschritt angewendet werden, um den zusammengedrückten und/oder verdrehten Teil des Halsabschnitts 11' durch wenigstens abschnittsweises thermisches Fügen zu verschließen, insbesondere zu versiegeln.To seal the metal capsule 3 Further measures can be taken to improve this. For example, before compressing and / or twisting the neck portion 11 in the one at the front 19th Formed opening a chemical and / or salt-resistant seal, such as a sealing plug, from above into the neck portion 11 be inserted. In the event of an external force as a result of the clamping jaws moving towards one another 39 , 41 the seal is compressed, preferably compressed so that it is between the fold areas 15th resulting spaces are occupied and filled to ensure the fluid tightness of the capsule 3 to increase. Furthermore, a preferably chemical and / or salt-resistant lacquer, for example a UV-curing acrylic lacquer, can be applied from the outside the capsule 3 for example in the area of the compressed neck section 11 ' be applied to this, which causes a kind of seal to ensure the fluid tightness of the capsule 3 to increase. In an exemplary embodiment, in addition to the purely mechanical production steps for producing the energy storage cell according to the invention 1 nor an induction welding, diffusion welding or cold welding process step can be used around the compressed and / or twisted part of the neck portion 11 ' to close, in particular to seal, by thermal joining at least in sections.

Die erfindungsgemäße Energiespeicherzelle 1 kann mit einer vorzugsweise umlaufenden Kerbe 47 versehen sein, die beispielsweise am Außenumfang des Bodenabschnitts 7 eingebracht ist. Die Kerbe 47, die beispielsweise als Kneifrille bezeichnet werden kann, kann einen Absatz 49 umfassen, der als Profilrücksprung vom Außenumfang des Bodenabschnitts 7 realisiert ist und welcher in eine bezüglich der Längsachse A angewinkelte Fase 51 übergeht, die wiederum in den Außenumfang des Bodenabschnitts 7 mündet. Die Kerbe 47 kann dazu verwendet werden, die Energiespeicherzelle 1 während der Herstellung beziehungsweise während des Transports oder während irgendeiner anderen Art der Handhabung, zum Beispiel bei der Anordnung in einem erfindungsgemäßen Energiespeicher (nicht dargestellt), zu vereinfachen. Des Weiteren kann an einer bodenabschnittsseitigen Stirnfläche 21' eine Vertiefung in den Bodenabschnitt 7 eingebracht sein, die beispielsweise eine Sacklockform besitzt und koaxial zu der Längsachse A orientiert ist. Die Vertiefung 53 erstreckt sich in Axialrichtung A im Wesentlichen konstant unter Ausbildung einer Bodenwand 55, welche zum einen einen Grund 57 der Vertiefung 53 und zum anderen einen Grund 59 des Speicherraums 25' bildet, wobei das Phasenwechselmaterial 5 auf dem Grund 59 aufliegt und diesen vorzugsweise vollständig belegt. Insbesondere im Hinblick auf die Anordnung der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle 1 in einem erfindungsgemäßen Energiespeicher hat sich die Vertiefung 53 als vorteilhaft erwiesen. Beispielsweise kann ein Außendurchmesser des zusammengedrückten und/oder verdrehten Halsabschnitts 11' auf einen Innendurchmesser der Vertiefung 53 abgestimmt sein, sodass je zwei benachbarte Energiespeicherzellen 1 aufeinander montiert, insbesondere aufeinander aufgesteckt, werden können. Dadurch lässt sich eine gezielte, vordefinierte Anordnung beziehungsweise Orientierung der Energiespeicherzellen 1 zueinander in dem Energiespeicher realisieren. Aufgrund der Anbringung der Vertiefung 53 im Wesentlichen unterhalb des Phasenwechselmaterials 5 und aufgrund der langgezogenen Flaschenform der erfindungsgemäßen Energiespeicherzelle 1 ist auch in der aufeinander aufgesteckten Anordnung zweier Energiespeicherzellen 1 sichergestellt, dass eine ausreichend große Oberfläche der Energiespeicherzelle 1 zur Verfügung steht, welche für einen Wärmeübergang beziehungsweise Wärmeübertrag zwischen Umgebung und Speicherraum 25' beziehungsweise Phasenwechselmaterial 5 zur Verfügung steht.The energy storage cell according to the invention 1 can with a preferably circumferential notch 47 be provided, for example, on the outer circumference of the bottom portion 7th is introduced. The notch 47 For example, which can be referred to as a pinch groove, a paragraph 49 include, as a profile recess from the outer circumference of the bottom section 7th is realized and which in one with respect to the longitudinal axis A. angled bevel 51 which in turn merges into the outer circumference of the bottom section 7th flows out. The notch 47 can be used to power the energy storage cell 1 during manufacture or during transport or during any other type of handling, for example when it is arranged in an energy store according to the invention (not shown). Furthermore, on an end face on the base section 21 ' a recess in the bottom section 7th be introduced, which has, for example, a sack block shape and coaxial to the longitudinal axis A. is oriented. The depression 53 extends in the axial direction A. essentially constant with the formation of a bottom wall 55 which for one reason 57 the deepening 53 and for another reason 59 of storage space 25 ' forms, the phase change material 5 on the ground 59 and this is preferably completely occupied. In particular with regard to the arrangement of the energy storage cell according to the invention 1 in an energy store according to the invention, the depression has become 53 proved beneficial. For example, an outer diameter of the compressed and / or twisted neck section 11 ' to an inner diameter of the recess 53 be coordinated so that two adjacent energy storage cells 1 can be mounted on top of one another, in particular plugged onto one another. This allows a targeted, predefined arrangement or orientation of the energy storage cells 1 realize each other in the energy store. Due to the placement of the recess 53 essentially below the phase change material 5 and due to the elongated bottle shape of the energy storage cell according to the invention 1 is also in the stacked arrangement of two energy storage cells 1 ensures that a sufficiently large surface area of the energy storage cell 1 is available, which for a heat transfer or heat transfer between the environment and storage space 25 ' or phase change material 5 is available.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the above description, the figures and the claims can be important both individually and in any combination for realizing the invention in the various configurations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
EnergiespeicherzelleEnergy storage cell
33
Kapselcapsule
3I, 3II, 3III, 3IV 3 I , 3 II , 3 III , 3 IV
Kapsel-RohlingCapsule blank
3V 3 V
Kapsel-HalbfabrikatCapsule semi-finished product
55
PhasenwechselmaterialPhase change material
77th
BodenabschnittFloor section
99
SpeicherabschnittMemory section
1111
HalsabschnittNeck section
1313
Übergangcrossing
1515th
FaltbereichFolding area
1717th
MetallbandMetal band
1919th
StirnseiteFace
2121st
BodenflächeFloor area
2323
KapselwandungCapsule wall
2525th
Hohlraumcavity
2727
StirnwandFront wall
2929
tulpenförmiges Endetulip-shaped end
3131
KnickKink
3333
Falt- und/oder VerdrehstationFolding and / or twisting station
3535
HaltebackeHolding jaw
3737
Falt- und/oder VerdreheinheitFolding and / or rotating unit
39, 4139, 41
KlemmbackeJaw
40, 4240, 42
KlemmflächeClamping surface
43, 4543, 45
FormgebungsflächeShaping surface
4747
Kerbescore
4949
Absatzparagraph
5151
Fasechamfer
5353
Vertiefungdeepening
5555
BodenwandBottom wall
57,5957.59
Grund reason
AA.
AxialrichtungAxial direction

Claims (16)

Energiespeicherzelle (1) umfassend eine geschlossene Kapsel (3), in der Phasenwechselmaterial (5) angeordnet ist, wobei die Kapsel (3) aus Metall gefertigt ist.Energy storage cell (1) comprising a closed capsule (3) in which the phase change material (5) is arranged, the capsule (3) being made of metal. Energiespeicherzelle (1) nach Anspruch 1, wobei die Kapsel (3) durch Umformen, insbesondere Kaltumformen, gefertigt ist.Energy storage cell (1) according to Claim 1 , the capsule (3) being produced by forming, in particular cold forming. Energiespeicherzelle (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kapsel (3) aus einem Metallrohling (17), wie einem Metallband oder einer -platte, durch Tiefziehen gefertigt ist.Energy storage cell (1) according to Claim 1 or 2 wherein the capsule (3) is made from a metal blank (17), such as a metal strip or plate, by deep drawing. Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel (3) in ihrem Inneren einen Speicherraum (25') begrenzt, der zu wenigstens 1 % und vorzugsweise zu maximal 100 % mit Phasenwechselmaterial (5) belegt ist.Energy storage cell (1) according to one of the preceding claims, the interior of the capsule (3) delimiting a storage space (25 ') which is occupied to at least 1% and preferably to a maximum of 100% with phase change material (5). Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel (3) insbesondere durch Umformen, vorzugsweise Kaltumformen, fluiddicht abgeschlossen ist.Energy storage cell (1) according to one of the preceding claims, wherein the capsule (3) is sealed in a fluid-tight manner in particular by forming, preferably cold forming. Energiespeicherzelle (1) nach Anspruch 5, wobei die Kapsel (3) derart fluiddicht abgeschlossen ist, dass die Dichtigkeit der Kapsel (3) bei infolge von Phasenübergängen des Phasenwechselmaterials (5) einhergehenden Druckschwankungen aufrechterhalten bleibt.Energy storage cell (1) according to Claim 5 wherein the capsule (3) is sealed fluid-tight in such a way that the tightness of the capsule (3) is maintained in the event of pressure fluctuations resulting from phase transitions of the phase change material (5). Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel (3) im Wesentlichen eine Flaschenform besitzt, wobei insbesondere die Kapsel (3) einen im Wesentlichen zylinderförmigen Bodenabschnitt (7), einen vorzugsweise kontinuierlich an den Bodenabschnitt (7) anschließenden im Wesentlichen zylinderförmigen Speicherabschnitt (9) und einen sich ausgehend von dem Speicherabschnitt (9) im Querschnitt verjüngenden, vorzugsweise kegelstumpfförmigen, Halsabschnitt (11) aufweist.Energy storage cell (1) according to any one of the preceding claims, wherein the capsule (3) essentially has the shape of a bottle, in particular the capsule (3) having an essentially cylindrical bottom section (7), preferably continuously adjoining the bottom section (7) has a cylindrical storage section (9) and a neck section (11) which tapers in cross section starting from the storage section (9) and is preferably frustoconical. Energiespeicherzelle (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Kapsel (3) durch mechanische Krafteinwirkung von außen fluiddicht abgeschlossen ist, wobei insbesondere die Kapsel (3) durch Zusammendrücken und/oder Verdrehen wenigstens eines Teils des Halsabschnitts (11) fluiddicht abgeschlossen ist.Energy storage cell (1) according to one of the Claims 5 to 7th wherein the capsule (3) is sealed fluid-tight by the action of mechanical force from the outside, wherein in particular the capsule (3) is sealed fluid-tight by compressing and / or rotating at least part of the neck section (11). Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel, vorzugsweise an dem Halsabschnitt (11), in einem Zwischenzustand als Rohling vorzugsweise nach dem Tiefziehen zu einer Stirnseite nach außen hin offen gestaltet ist, um ein Befüllen der Kapsel (3) mit Phasenwechselmaterial (5) zu ermöglichen, wobei in die Öffnung vor dem Abschließen der Kapsel (3) eine vorzugsweise chemikalien- und/oder salzbeständige Dichtung, wie ein Dichtungspfropfen, eingelegt wird, die vorzugsweise derart angeordnet und gestaltet ist, dass die Dichtung bei äußerer Krafteinwirkung zum Abschließen der Kapsel (3) komprimiert wird, und/oder ein vorzugsweise chemikalien- und/oder salzbeständiger Lack von außen auf die Kapsel (3) im Bereich des zusammengedrückten Halsabschnitts (11) aufgetragen ist.Energy storage cell (1) according to one of the preceding claims, wherein the capsule, preferably on the neck section (11), is designed in an intermediate state as a blank, preferably after deep-drawing, to an end face open to the outside in order to fill the capsule (3) To enable phase change material (5), wherein a preferably chemical and / or salt-resistant seal, such as a sealing plug, is inserted into the opening before closing the capsule (3), which is preferably arranged and designed in such a way that the seal is exposed to external forces is compressed to close the capsule (3), and / or a preferably chemical and / or salt-resistant lacquer is applied from the outside to the capsule (3) in the area of the compressed neck section (11). Energiespeicherzelle (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Kapsel, vorzugsweise an dem Halsabschnitt (11), zusätzlich durch ein Induktionsschweiß-, Diffusionsschweiß- oder Kaltschweißverfahren abgeschlossen ist, wobei insbesondere der zusammengedrückte und/oder verdrehte Teil des Halsabschnitts (11) zusätzlich durch das Induktionsschweiß-, Diffusionsschweiß- oder Kaltschweißverfahren abgeschlossen ist.Energy storage cell (1) according to one of the Claims 5 to 9 , wherein the capsule, preferably at the neck section (11), is additionally closed by an induction welding, diffusion welding or cold welding process, in particular the compressed and / or twisted part of the neck section (11) being additionally closed by the induction welding, diffusion welding or cold welding process is completed. Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel (3) an ihrem Außenumfang eine vorzugsweise umlaufende Kerbe (47) und an einer Bodenabschnittseitigen Stirnfläche eine Vertiefung (53) aufweist, wobei insbesondere ein Innendurchmesser der Vertiefung (53) auf einen Außendurchmesser des abgeschlossenen Halsabschnitts (11) abgestimmt ist.Energy storage cell (1) according to one of the preceding claims, wherein the capsule (3) has a preferably circumferential notch (47) on its outer circumference and a recess (53) on a bottom section-side end face, in particular an inner diameter of the recess (53) being equal to an outer diameter of the closed neck portion (11) is matched. Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel (3) eine im Wesentlichen konstante Wandstärke im Bereich von 0,125 mm bis vorzugsweise 0,500 mm besitzt, wobei insbesondere der Bodenabschnitt (7) aus Vollmaterial gefertigt ist.Energy storage cell (1) according to one of the preceding claims, wherein the capsule (3) has an essentially constant wall thickness in the range from 0.125 mm to preferably 0.500 mm, with the bottom section (7) in particular being made of solid material. Energiespeicher umfassend einen fluiddicht abgeschlossenen und wenigstens teilweise mit einer Flüssigkeit befüllten Tank, in dem wenigstens eine, vorzugsweise eine Vielzahl von, nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildete Energiespeicherzelle (1) angeordnet ist, wobei insbesondere in dem Tank ein Druck von über 1 bar, insbesondere von über 2 bar, 3 bar oder 4 bar, herrscht.Energy storage device comprising a fluid-tight tank that is at least partially filled with a liquid and in which at least one, preferably a plurality of, according to one of the Claims 1 to 12 formed energy storage cell (1) is arranged, in particular in the tank a pressure of over 1 bar, in particular of over 2 bar, 3 bar or 4 bar prevails. Verfahren zum Herstellen einer Energiespeicherzelle, bei dem Phasenwechselmaterial (5) in eine Kapsel (3) eingebracht wird und die Kapsel (3) abgeschlossen wird, wobei die Kapsel (3) aus Metall gefertigt wird.Method for producing an energy storage cell, in which phase change material (5) is introduced into a capsule (3) and the capsule (3) is closed, the capsule (3) being made of metal. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Kapsel (3) aus einem Metallband (17) vordefinierter Stärke umgeformt wird, wobei insbesondere das Metallband (17) durch Tiefziehen in einen zylinderförmigen Rohling (3') umgeformt wird, der zu einer Stirnseite (19) hin offen gestaltet ist, wobei insbesondere der Rohling (3') an der offenen Stirnseite (19) aufgetulpt, abgeschnitten, eingezogen und schließlich auf eine vorbestimmte Länge zur Bildung eines im Wesentlichen flaschenförmigen Halbfabrikats (3v) gedreht wird, wobei insbesondere die Kapsel (3) über die offene Stirnseite (19) mit Phasenwechselmaterial (5) befüllt wird und durch mechanische Krafteinwirkung von außen abgeschlossen wird und gegebenenfalls versiegelt und/oder abgedichtet wird.Procedure according to Claim 14 , in which the capsule (3) is formed from a metal strip (17) of predefined thickness, in particular the Metal strip (17) is formed into a cylindrical blank (3 ') by deep drawing, which is designed to be open towards one end face (19), in particular the blank (3') being sculpted, cut off, drawn in and drawn on the open end face (19) Finally, it is rotated to a predetermined length to form a substantially bottle-shaped semi-finished product (3 v ), in particular the capsule (3) being filled with phase change material (5) via the open end face (19) and being closed by the action of mechanical force from the outside and possibly sealed and / or sealed. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, das derart ausgebildet ist, dass es die Energiespeicherzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 realisiert.Procedure according to Claim 14 or 15th , which is designed such that it the energy storage cell (1) according to one of the Claims 1 to 12 realized.
DE102019105988.7A 2019-03-08 2019-03-08 Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell Ceased DE102019105988A1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019105988.7A DE102019105988A1 (en) 2019-03-08 2019-03-08 Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell
PCT/EP2020/056212 WO2020182725A1 (en) 2019-03-08 2020-03-09 Stored energy cell, energy store, and method for producing a stored energy cell
DE102020129089.6A DE102020129089A1 (en) 2019-03-08 2020-11-04 Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell
CN202180083893.9A CN116615632A (en) 2019-03-08 2021-07-22 Energy storage unit, energy storage device and method for producing an energy storage unit
EP21758054.7A EP4241033A1 (en) 2019-03-08 2021-07-22 Energy storage cell, energy storage device, and method for producing an energy storage cell
PCT/EP2021/070586 WO2022096166A1 (en) 2019-03-08 2021-07-22 Energy storage cell, energy storage device, and method for producing an energy storage cell
CA3198780A CA3198780A1 (en) 2019-03-08 2021-07-22 Energy storage cell, energy storage device and method of manufacturing an energy storage cell
AU2021374729A AU2021374729A1 (en) 2019-03-08 2021-07-22 Energy storage cell, energy storage device, and method for producing an energy storage cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019105988.7A DE102019105988A1 (en) 2019-03-08 2019-03-08 Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019105988A1 true DE102019105988A1 (en) 2020-09-10

Family

ID=69810820

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019105988.7A Ceased DE102019105988A1 (en) 2019-03-08 2019-03-08 Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell
DE102020129089.6A Ceased DE102020129089A1 (en) 2019-03-08 2020-11-04 Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020129089.6A Ceased DE102020129089A1 (en) 2019-03-08 2020-11-04 Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4241033A1 (en)
CN (1) CN116615632A (en)
AU (1) AU2021374729A1 (en)
CA (1) CA3198780A1 (en)
DE (2) DE102019105988A1 (en)
WO (2) WO2020182725A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020129089A1 (en) 2019-03-08 2021-09-09 Ruag Ammotec Ag Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT23089B (en) * 1904-11-14 1906-02-26 Walther Schmied Automatic machine gun.
DE1082162B (en) * 1958-04-19 1960-05-19 Nl Wapen En Munitiefabriek N V Blank cartridge
AT216389B (en) * 1958-06-04 1961-07-25 Armes De Guerre Fab Nat Practice ammunition for firearms with a cylindrical dummy projectile, which is inseparable from the cartridge body and closed by folds, and a method for closing hollow bodies of small wall thickness
DE1138341B (en) * 1959-07-14 1962-10-18 Gustav Genschow & Co Ag Blank cartridge without splinters
DE3408817A1 (en) * 1984-03-10 1985-11-28 H. Huck GmbH & Co KG, 8500 Nürnberg Blank cartridge having a weak-point region
DE9304828U1 (en) * 1993-03-30 1993-06-09 Metallwerk Elisenhütte GmbH, 5408 Nassau Cartridge for maneuver purposes

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527318B1 (en) 1982-05-18 1986-12-05 Labo Electronique Physique HEAT ACCUMULATION HEATING DEVICE
DE4420364A1 (en) * 1994-06-09 1995-12-14 Schatz Thermo System Gmbh Prodn. of salt latent heat storage container
DE10258226B4 (en) * 2002-12-13 2005-06-16 Fritz Muser Method for producing a memory element for latent-layer memory
US20040187862A1 (en) * 2003-03-31 2004-09-30 Victor Cobos Portable solar heated water server
EP1736423A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-27 Trepak International AB System and method for capping containers
DE202006004957U1 (en) 2006-03-23 2006-08-31 Fuchs, Hubert Thermally insulated container used e.g. as a heat storage unit for solar-powered heating systems comprises an insulated body and a thermally insulated elastic insulating wall inserted into the outer wall in the region of the entrance
US20100051227A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Anbudurai Kuppuswamy Thermal energy storage
WO2010099578A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-10 Cool Or Cosy Energy Technology Heat storage canister and reservoir accommodating said canisters
DE102011004202A1 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Hochschule Karlsruhe-Technik und Wirtschaft, 76133 Latent heat storage element and energy storage
DE102014109165A1 (en) 2013-07-04 2015-01-08 Institut Für Luft- Und Kältetechnik Gemeinnützige Gmbh Method for producing an encapsulated latent heat storage element
DE102014217394A1 (en) * 2014-09-01 2016-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Latent heat storage, process for its production and use of containers produced by pressure forming or train forming for the encapsulation of phase change material
US20160201996A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 Verdicorp, LLC PCSM-Based Energy Storage Devices and Methods
FR3038707B1 (en) * 2015-07-07 2020-02-07 Valeo Systemes Thermiques CLOSING DEVICE FOR MICRO TUBE OF STORAGE BEAM OF THERMAL STORAGE BATTERY
FR3055954B1 (en) * 2016-09-15 2018-09-14 Valeo Systemes Thermiques THERMAL STORAGE DEVICE BEAM MICROPHONE TUBE AND ASSOCIATED BEAM
DE102019105988A1 (en) 2019-03-08 2020-09-10 Ruag Ammotec Ag Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT23089B (en) * 1904-11-14 1906-02-26 Walther Schmied Automatic machine gun.
DE1082162B (en) * 1958-04-19 1960-05-19 Nl Wapen En Munitiefabriek N V Blank cartridge
AT216389B (en) * 1958-06-04 1961-07-25 Armes De Guerre Fab Nat Practice ammunition for firearms with a cylindrical dummy projectile, which is inseparable from the cartridge body and closed by folds, and a method for closing hollow bodies of small wall thickness
DE1138341B (en) * 1959-07-14 1962-10-18 Gustav Genschow & Co Ag Blank cartridge without splinters
DE3408817A1 (en) * 1984-03-10 1985-11-28 H. Huck GmbH & Co KG, 8500 Nürnberg Blank cartridge having a weak-point region
DE9304828U1 (en) * 1993-03-30 1993-06-09 Metallwerk Elisenhütte GmbH, 5408 Nassau Cartridge for maneuver purposes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020129089A1 (en) 2019-03-08 2021-09-09 Ruag Ammotec Ag Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell
WO2022096166A1 (en) * 2019-03-08 2022-05-12 Ruag Ammotec Ag Energy storage cell, energy storage device, and method for producing an energy storage cell

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020182725A1 (en) 2020-09-17
CN116615632A (en) 2023-08-18
AU2021374729A9 (en) 2024-06-27
DE102020129089A1 (en) 2021-09-09
EP4241033A1 (en) 2023-09-13
CA3198780A1 (en) 2022-05-12
AU2021374729A1 (en) 2023-06-22
WO2022096166A1 (en) 2022-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DD201858A5 (en) METHOD FOR PRODUCING THOROUGHLY HOLLOWED METAL BODY MADE FROM ONE PIECE
DE2730399A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR HEAT TRANSFER
DE2532738A1 (en) METHOD OF FORMING A METAL SHEET
DE2104328A1 (en) Metal fiber
DE3016730A1 (en) Heat store comprising thin-walled polyethylene tube - almost filled with calcium chloride hexa:hydrate and sealed with same polymer caps (SE 1.12.80)
DE69710485T2 (en) SUPERPLASTIC FORMING WITH DIRECT ELECTRIC HEATING
EP0851200B1 (en) Process for arranging tabs and/or projections on a thin sheet, thin sheet with tabs and/or projections and thin tube of rectangular cross section
DE3519438A1 (en) CORROSION PROTECTION METHOD FOR A STEAM GENERATOR TUBE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD
DE1575449A1 (en) Method for producing the outer ring of a simple ball joint bearing and ball joint bearing provided with such an outer ring
DE2813952A1 (en) METAL TUBE SHEET, APPLICATIONS AND USE OF THE SAME, AND THE METHOD AND DEVICE FOR ITS PRODUCTION
DE19516064C2 (en) Process for producing a sheet metal container with a substantially bulbous shape
DE102019105988A1 (en) Energy storage cell, energy storage and method for producing an energy storage cell
EP0101673A1 (en) Method of producing a thermally insulated body
DE2211129A1 (en) Process for the production of pipes from compound material
DE2621619A1 (en) METHOD FOR PRODUCING DEADS ON METAL PIPES
WO2015169567A1 (en) Method for producing a latent heat accumulator
DE10258226B4 (en) Method for producing a memory element for latent-layer memory
DE10027079A1 (en) Re-shaping a plate-shaped workpiece involves applying pneumatic pressure to pre-deform one side of workpiece, then re-shaping workpiece mechanically and/or hydro-mechanically
DE69913478T2 (en) Process for the production of a multilayer thin-walled bellows
DE2855051C2 (en)
EP3995754B1 (en) Heat storage device
DE19938847C2 (en) Process for producing a hollow body
DE102004029588A1 (en) Process for producing profiles of magnesium materials
DE1915846A1 (en) Crimp connection for pipes
DE3122201C1 (en) Closure and method of closing the fill line of a metal oxide / hydrogen cell

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final