DE2414758A1 - Verfahren zur abfuehrung der in den einzelnen zellen eines akkumulators entwickelten waerme - Google Patents

Verfahren zur abfuehrung der in den einzelnen zellen eines akkumulators entwickelten waerme

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Description

Reg.-Nr. HP J578-DT o2j3 Kelkheim, den 21.3-1974
MP-Ksr/tfar
VARTA Batterie Aktiengesellschaft' 3000 Hannover, Stöckener Str. 351
Verfahren zur Abführung der in den einzelnen Zellen eines Akkumulators entwickelten Wärme
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abführung der in den einzelnen Zellen eines Akkumulators, insbesondere eines Fahrzeugantriebakkumulators, entwickelten Wärme mit Hilfe von im Elektrolyten oberhalb der Platten angeordneten Kühlelementen sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, die insbesondere eine Nutzung der abgeführten Wärme ermöglichen.
Beim Betrieb von Antriebsakkumulatoren, insbesondere solcher für ElektroStraßenfahrzeuge, treten - bezogen auf die Kapazität der Akkumulatoren - erhebliche Strombelastungen im Fahr- und auch im Ladebetrieb auf. Anfahrströme in Höhe des 1-2 fachen Kapazitätswertes sind bei modernen Elektrostraßenfahrzeugen keine Seltenheit. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß aufgrund moderner Halbleiter-Steuerelemente die Strombelastung der Akkumulatoren in weiten Grenzen pulsförmig erfolgt.
Bei pulsförmigen Strömen ist der Effektivwert des Stromes grösser als der arithmetische Mittelwert. Bei exaktem Gleichstrom sind beide Werte dagegen gleich groß. Bekanntermaßen ist die Größe des arithmetischen Mittelwertes eines Stromes sowohl ein Maß für das erzeugte Drehmoment in einem Gleichstrommotor als auch ein Maß für die entnommene Strommenge eines Akkumulators. Der Effektivwert ist dagegen ausschlaggebend für den größten Teil der Verlustleistung in den Stromleitern, dem Motor und der Batterie. Wegen der quadratischen Abhängigkeit der Strom-
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Wärmeverluste vom Effektivwert des Stromes (I R.) steigen die Verluste bei Stromentnahme aus der Batterie überproportional an, v/enn anstelle eines reinen Gleichstroms der Batterie pulsförmiger Strom entnommen wird. Sowohl die hohe Strombelastung von solchen Fahrzeugantriebsbatterien wie auch die pulsförmige Stromentnahme führen zu erhöhten Verlusten in der Batterie. Hierdurch tritt bei ständigem Betrieb eine übermäßige Erwärmung der Batterie auf, was letztlich zu Schaden an den Zellen, jedoch zumindest zu einer beachtlichen unerwünschten Einschränkung des Einsatzes solcher Antriebsbatterien führt.
Antriebsakkumulatoren für Elektrofahrzeuge, insbesondere für Elektrostraßenfahrzeuge, sind sowohl ihrem Volumen wie auch dem Gewicht nach groß. Darüber hinaus sind sie sehr kompakt gebaut. Demzufolge reicht die natürliche Wärmeabfuhr über die Oberfläche des Außengehäuses der Batterie nicht aus, bei zulässiger Maximaltemperatur im Innern der Batterie ein Gleichgewicht zwischen - durch Verluste - erzeugter Wärme und - durch Oberflächenkühlung - abgeführter Wärme herzustellen. Das gilt insbesondere für vollkommen "gekapselte" Batterien.
Als weiterer Nachteil wurde festgestellt, daß zwischen den inneren und äußeren Zellen eines Batterieverbandes ein erheblicher Temperatursprung bei längerzeitigem Betrieb entsteht.
Es sind mehrere Verfahren bekannt geworden, eine erzwungene Kühlung in Batterien durchzuführen. Jedoch gelang es nicht, die vorstehend aufgezeichneten Nachteile gänzlich zu vermeiden.
Die in Akkumulatorenzellen anfallende Verlustwärme entsteht im Inneren der Zellen in den vom Lade- oder Entladestrom durchflossenen Teilen als weitgehend Joule'sehe Wärme; erst in einem bestimmten Bereich der Ladung kommt wesentliche Reaktionswärme hinzu. Durch die Stromverteilung in der Zelle ergibt sich eine bestimmte Verteilung der entstehenden Verluste. Dies führt zu einer Temperaturverteilung derart, daß der obere Teil der Zelle
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sehr v/arm wird, der untere dagegen relativ kalt bleibt. Diese Temperaturverteilung wird dadurch unterstützt, daß erwärmter Elektrolyt innerhalb der Zellen nach oben steigt. Demzufolge hat der Elektro^t oberhalb des Plattensatzes einer Zelle eine hohe Temperatur und speichert dort wegen seiner hohen spezifischen Wärmekapazität einen großen Teil der in der Zelle vorhandenen Wärme.
Die Wärmeabführung aus einer Akkumulatorzelle ist dann besonders intensiv, wenn es gelingt, die Wärme unmittelbar durch Kühlung des Elektrolyten aus den Akkumulatorenzellen abzuführen. Der beste Kühleffekt wird dann erreicht, wenn die Wärme aus dem oberen Teil des Zellenelektrolyten abgeführt werden kann.
Aus diesem Grunde ist es bereits vorgeschlagen worden, Kühlschlangen oberhalb der Platten in die Säure einzuhängen. Diese Kühlschlangen bestehen aus einem die Wärme gut leitenden Metall und werden untereinander durch nicht leitende Rohre verbunden.
Diese Ausführungsform hat jedoch eine ganze Anzahl von Nachteilen. Insbesondere müssen Metalle zur Verwendung kommen, die dem Angriff des Elektrolyten - im Falle der Blei-Batterie also Schwefelsäure - widerstehen können. Diese Metalle sind erfahrungsgemäß teuer und schwer. Die Anordnung derartiger Metall-Kühlschlangen innerhalb der Zellen muß elektrisch isolierend so erfolgen, daß die Gefahr von Elektroden-Kurzschlüssen in allen Betriebszuständen - bei Fahrzeugantriebs-Batterien auch bei erheblichen Erschütterungen - mit Sicherheit vermieden werden.
Üblicherweise sind die einzelnen Zellen zur Erzielung einer hohen Gesamtspannung innerhalb einer Batterie elektrisch in Reihe geschaltet. Dadurch ist gleichzeitig gegeben, daß bei Reihenoder auch Parallelschaltung solcher metallischer Kühlschlangen der elektrisch hintereinander geschalteten Zellen an ihr eine mit steigender Zellenzahl ansteigende Spannung anliegt. Dies führt zu Kurzschlußströmen im Kühlkreislauf. Diesen Nachteil
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kann man nur dadurch umgehen, indem die Kühlschlangen untereinander durch nicht leitende Rohr oder Schläuche verbunden v/erden. Wird aber als Kühlflüssigkeit ein Kühlmedium mit geringem elektrischen Widerstand verwendet, fließen dennoch aufgrund der anliegenden Spannung Fehlerströme innerhalb des Kühlmediums. Es ist daher erforderlich, Kühlflüssigkeiten mit sehr hohen elektrischen spezifischen Widerständen, z.B. also destilliertes Wasser, zu verwenden. Darüber hinaus muß durch eine geeignte Vorrichtung der elektrische Widerstand des Kühlmediums ständig kontrolliert werden.
Bei Reihen- oder auch Parallelschal bung der Kühlschlangen der einzelnen Zellen werden bei der Verwendung von üblichen Kühlmedien mit relativ geringen elektrischen spezifischen Widerständen die anderen aus Metall gefertigten Komponenten im Kühlkreislauf wie z.B. Pumpen, Ventile und Rückkühler auf ein unbestimmtes elektrisches Potential gebracht. Um eine Gefährdung auszuschließen, sind zusätzliche Maßnahmen, wie z.B. Berührungsschutz, erforderlich.
Diese beschriebenen Nachteile liegen auch bei einer Ausführungsform gemäß der GB-PS 776 240 vor, bei der die Kühlung durch mit den Zellenverbindern" in wärmeleitendem Kontakt stehende metallische Kühlschlangen durchgeführt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu entwickeln, das die Abführung der in den Zellen eines Akkumulators, insbesondere eines Fahrzeugantriebs-Akkumulators, anfallenden Wärme mit Hilfe von im Elektrolyten" oberhalb der Platten angeordneten Kühlelementen ermöglicht, das alle oben beschriebenen Nachteile vermeidet und bei dem insbesondere als'Kühlmedium auch solche Flüssigkeiten verwendet werden können, die normalerweise nur einen geringen elektrischen Widerstand haben.
Gleichzeitig soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens aufgezeigt werden, die es darüber hinaus ermöglicht, die
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anfallende Verlustwärme des Akkumulators für die Beheizung von Räumlichkeiten oder Fahrzeuginnenräumen zu verwenden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmittel potentialfrei durch die Kühlelemente durchgepumpt wird.
Als Kühlmittel wird bevorzugt normales nicht entmineralisiertes Wasser verwendet. Es können aber auch andere Kühlmittel, deren spezifischer Leitwert etwa gleich groß oder größer als Wasser ist, verwendet werden.
Im folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 12 das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen dabei jeweils eine Akkumulatorenzelle einer Batterie mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, die Figuren 3 und 4 die Prinzipanordnung der Kühlung mehrerer Akkumulatorenzellen, Figuren 5 und 6 eine größere, komplette Akkumulatorenbatterie mit Kühlvorrichtungen und die Figuren 7 bis 12 besondere Ausführungsformen des Kühlkreislaufes.
Erfindungsgemäß werden die Kühlelemente 3 so in den einzelnen Akkumulatorenzellen 2 angeordnet, daß sie ständig in den Elektrolyten eintauchen. Durch konstruktive Maßnahmen kann sichergestellt werden, daß dies in allen Bestriebszuständen der Fall ist.
Die Kühlelemente 3 bestehen gemäß Figur 1 aus aus Rohren hergestellten Kühlschlangen mit entsprechend hohen Wärmeleitwerten und großen spezifischen elektrischen Widerständen der verwendeten Materialien. Auch großflächige, flache Kühlbeutel 3 sind als Kühlelemente geeignet (Figur 2). Als geeignetes Material für die Kühlschlangen bzw. Kühlelemente hat sich Polypropylen, Polyäthylen und PVC erwiesen. Auch die Verwendung von Glas ist möglich.
Die einzelnen Kühlelemente 3 in den Zellen 2 werden beispielsweise gemäß Figur 4 in Reihe oder gemäß Figur 3 parallel geschal-
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tet, oder es werden Kombinationen dieser Schaltungen vorgenommen.
Bei der in Figur 5 dargestellten Reihenparallelschaltung eines erfindungsgemäßen Kühlsystems wird eine bestimmte Anzahl von Einzelzellen-Kühlschlangen 3 in Reihe geschaltet; Einlauf und Auslauf 4 solcher Zellenreihen enden in den Sammelleitungen 5, an die ein Wärmetauscher 6 mit Eintrittsleitung 20 und Austrittsleitung 22 angeschlossen ist. Eine Umwälzpumpe 7 sorgt dafür, daß stets eine ausreichende Menge Kühlflüssigkeit durch das gesamte geschlossene Kühlsystem gepumpt wird. Der Kühler bzw. Wärmetauscher 6 kann durch einen Lüfter 8 in bekannter V/eise zwangsbelüftet werden.
Die Teile 11, 12, 13 und 18 sind Temperaturfühler,mit denen der Kühlkreislauf gesteuert wird. Ein Umschaltventil 9 läßt das Kühlmedium entweder über den Kühler 6 oder durch die Kurzschlußleitung 10 fließen. 14, 15 und 17 sind Bauelemente einer Heizung, mit der das Kühlmedium aufgewärmt werden kann.
Die Antriebsmotoren für die Pumpe 7 und den Lüfter 8 sowie das Heizelement 17 werden über Schalter an die Spannung der Batterie gelegt. Ebenso wird die Betriebsspannung für die Temperaturfühler 11, 12, 13 und 18 und für die Betätigungselemente des Kühlkreislaufes von der Batterie entnommen.
Die Pumpe 7, der Kühler 6, der Lüfter 8, das Ventil 9, die Kurzschlußleitung 10 und die Komponenten 17, 14 und 15 der Heizeinrichtung werden vorteilhaft in einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt, die an der Batterie verschiebbar und arretierbar angeordnet wird. Die Sammelleitungen 5 werden dann flexibel von den Zellen 2 zu der Baueinheit geführt.
Da erfindungsgemäß für die Kühlschlangen oder Kühlbeutel 3 in den Zellen Kunststoff - vorwiegend Polyäthylen wegen des für Kunststoffe relativ guten Wärmeleitwertes bei gleichzeitig grossem spezifischem elektrischen Widerstand - verwendet werden, ist
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dadurch die notwendige elektrische Potentialtrennung zwischen Kühlmittel und zu kühlendem Elektrolyt der Zelle gegeben, da der Kunststoff zwischen dem Elektrolyten der Zellen und dem Kühlmittel als elektrischer Isolator wirkt. Gleichzeitig ist der Wärmedurchgang durch die Wandungen der Kühlelemente gut.
Als Kühlmittel kann vorteilhafterweise normales Wasser verwendet werden. Es treten keinerlei Fehlerströme auf, da sich kein unterschiedliches elektrisches Potential im Kühlmittel der einzelnen Kühlschlangen in den Zellen des Batterie-Verbandes und des Kühlkreislaufes einstellen kann und besondere Maßnahmen zur Isolation der Kühlschlangen innerhalb der Zellen zur Vermeidung von Elektroden-Kurzschlüssen sind nicht erforderlich.
Es ist weiterhin nicht notwendig, den gesamten Kühlkreislauf insbesondere betrifft das den Rückkühler, die Pumpe und sonstige Hilfseinrichtungen - isoliert z.B. vom Batterie-Trog anzuordnen und es ist keinerlei Schutzvorrichtung erforderlich, die ein unbeabsichtigtes Berühren der gesamten Kühlkreislauf-Elemente verhindert (Berührungsschutz).
Erfahrungsgemäß sind die im Inneren eines Zellenverbandes angeordneten Zellen erheblich wärmer als die Zellen in den Außenzonen. Bei natürlicher Kühlung einer Batterie sind die Wärmeabgabeverhältnisse für die äußeren Zellen wegen der großen Wärmeabgabefläche wesentlich günstiger. Die im Zentrum einer Batterie angeordneten Zellen können dagegen die in ihnBn erzeugte Wärme nur über eine geringe freie Oberfläche bzw. durch die benachbarten Zellen über die Außenz-ellen an die Umgebung abgegeben. Temperaturunterschiede von mehr als 5° bis hin zu 20° und mehr zwischen Innen- und Außenzellen treten bei größeren Batterien im Dauerbetrieb häufiger auf. Solche Temperaturunterschiede sind bekanntermaßen für die Batterie sehr nachteilig.
Die Wärmeabfuhr in Kühlschlangen 3 gemäß vorliegender Erfindung ist so intensiv, daß selbst bei kleinen Durchströmmengen des Kühlmediums durch die Kühlschlangen 3 die erforderliche Wärme ab-
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fuhr aus einer Zelle bereits bei einem Temperatursprung zwischen Eintritts- und Austrittstemperatur des Kühlmediums an einer Kühlschlange einer Zelle von weit unter einem Grad voll erreicht wird.
Bei einer Reihenschaltung einer größeren Zahl von Kühlschlangen 3 ergibt sich somit zwischen der Eintrittstemperatur des Kühlmediums bei der ersten Kühlschlange und der Austrittstemperatur bei der letzten Kühlschlange ein Temperatursprung, der bei wenigen 0C liegt. Demzufolge werden die Zellentemperaturen der Batterie vergleichmäßigt, und es können nur Temperaturunterschiede zwischen Innen- und Außenzellen auftreten, die erheblich tiefer liegen als diejenigen bei natürlicher Wärmeabfuhr aus der Batterie.
Es ist vorteilhaft, die Durchströmrichtung des Kühlmediums durch die Reihenschaltungen der Kühlschlangen so zu wählen, daß zunächst das Kühlmedium in Kühlschlangen der Zellen eintritt, die in der Mitte der Batterie angeordnet sind. Der Austritt des Kühlmediums aus der Reihenschaltung der Kühlschlangen erfolgt aus Schlangen solcher Zellen, die an der Außenseite der Batterie stellen. Durch diese Anordnung wird durch die natürliche Wärmeabfuhr der äußeren Zellen bewirkt, daß die durch die Zwangskühlung an sich schon geringen Temperaturunterschiede zwischen Innen- und Außenzellen fast vollständig vermieden werden.
Das durch diese Anordnung erreichte gleichmäßige Temperaturniveau über alle Zellen einer Batterie gewährleistet für alle Zellen gleichmäßig gute Betriebseigenschaften und gleichmäßig grosse Lebensdauer.
Bekanntermaßen hat eine Akkumulatorenbatterie opti.male Eigenschaften in einem relativ schmalen Temperaturbereich. Demzufolge ist bei tiefen Zellentemperaturen eine Kühlung nicht erforderlich oder bei noch tieferen Temperaturen unter Umständen sogar unerwünscht. Unabhängig vom jeweiligen Temperaturniveau ist es jedoch sehr vorteilhaft, die Temperaturen aller Zellen einer Bat-
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terie, wie oben beschrieben, auf gleichmäßigem Niveau zu halten.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird durch die temperaturabhängig gesteuerte' Betätigung eines Zweiwegeventils 9 bei tiefen Temperaturen dafür gesorgt, daß das Kühlmittel nicht durch den Kühler 6, sondern durch eine KurzSchlußleitung 10 fließt und dadurch nicht gekühlt wird. Durch einen solchen, im Kurzschluß gefahrenen Betrieb aller Kühlschlangen, wird die erwünschte Vergleichmäßigung aller Zellentemperaturen schnell erreicht und auf Dauer aufrechterhalten.
Bei Anfahren von Batterien aus sehr tiefem Temperaturzustand heraus reicht häufig die Verlustleistung in den Batterien nicht aus, um die Zellen schnell auf eine optimale Betriebstemperatur zu bringen. Mittels eines Heizelementes 17 in der Kurzschlußleitung 10 kann das Kühlmedium erhitzt werden. Bei einem solchen Betrieb des Kühlsystems über den Weg der Kurzschlußleitung 10 kann somit eine gewünschte höhere Temperatur aller Zellen erreicht werden. Die Energie zur Aufheizung des Kühlmediums mittels Heizelement 17 wird zweckmäßigerweise aus einer stationären Energiequelle genommen, um die gespeicherte Energie der Batterie zu sparen. Hierzu wird über den Schalter 15 das Heizelement 17 an den hier nicht gezeichneten elektrischen Kreis der Batterie geschaltet, wobei ein nicht gezeichneter Fühler das Einschalten des Schalters 15 nur dann erlaubt, wenn die Energieversorgung des Heizelementes 17 aus einer stationären Energiequelle erfolgen kann, wie es z.B. beim Laden der Batterie möglich ist. Grundsätzlich ist" aber auch die Beheizung mittels gespeicherter Energie aus der Batterie möglich und vorteilhaft.
Ein oder mehrere Temperaturfühler 11 bis 13 in den Zellen der Batterie schalten sowohl den Lüfter 8 wie auch das Zweiwegeventil 9 und das Heizelement 17 nach vorgegebenen Temperaturen.
Die Wirkungsweise der Batteriekühlanlage wird im folgenden an-
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- ro -
hand der Figur 5 erläutert, wobei angenommen wird, daß die Batterie sich vor Inbetriebnahme auf einem tiefen Temperaturniveau befindet.
Bei Inbetriebnahme der Batterie wird zunächst über einen nicht gezeichneten Schalter die Pumpe 7 in Betrieb gesetzt und das Kühlmedium durch den Kühlkreislauf gedrückt. Dieser Schalter kann handbetätigt sein oder automatisch gesteuert werden, wobei auch eine Betätigung vom Hauptschalter des Fahrzeugers,in dem sich die Batterie befindet, möglich ist. Wegen des niedrigen Temperaturniveaus in den Zellen, wird über den Temperaturfühler 11 das Ventil 9 so geschaltet, daß das Kühlmittel durch die Kurzschlußleitung 10 fließt. Durch diese Betriebsweise wird die Temperatur in den Zellen zunächst vergleichmäßigt.
Liegt bei der Inbetriebnahme der Batterie die Temperatur in den Zellen unterhalb eines vorbestimmten Viertes, so wird über den Temperaturfühler 13 ein Impuls auf das Betätigungselement 14 des Schalters 15 gegeben. Dieser Impuls führt zum Einschalten des Heizelementes 17> sobald der nicht gezeichnete Fühler 16 hierzu die Freigabe gegeben hat. Dies erfolgt, wenn die Energieversorgung des Heizelementes 17 aus einer externen Energiequelle gesichert ist. In einfachster Weise mißt hierzu der Fühler 16 die Spannung der Batterie, die ja bekanntermaßen beim Laden erheblich höher ist als im Ruhestand oder beim Entladen der Batterie. Bei Freigabe des Betätigungselementes 14 durch den Fühler 16 wegen der gemessenen höheren Spannung wird in diesem Falle das Heizelement 17 durch das hier nicht gezeichnete Ladegerät mit Energie versorgt.
V/ird infolge der Heizung durch das Heizelement 17» oder durch die in der Batterie bei Ladung oder Entladung entstehenden Verluste, eine bestimmte Temperatur in den Zellen erreicht (untere Grenze des optimalen Betriebstemperaturbereiches), so wird zunächst durch den Temperaturfühler 13 das Heizelement 17 ausgeschaltet.
Erreicht die weiter ansteigende Temperatur des Elektrolyten in
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den Zellen einen vorgegebenen Wert in der oberen Hälfte des optimalen Temperaturbereiches, so schaltet der Temperaturfühler 11 das V.entil 9 so, daß das Kühlmedium durch den Kühler 6 fließt und dort zurück gekühlt wird. Der Kühler ist so angeordnet, daß beim Fahren der Fahrtwind durch den Kühler geleitet wird.
Ist die Wärmeabführung durch den Kühler nicht ausreichend und steigt die Temperatur des Elektrolyten weiter an, so wird bei Überschreiten des oberen Grenzwertes des optimalen Temperaturbereiches durch den Temperaturfühler 12 der Lüfter 8 eingeschaltet und damit die Wärmeabgabe des Kühlmittels über den Kühler an die Umgebungsluft wesentlich vergrößert.
Das Kühlsystem ist so ausgelegt, daß bei extremen Belastungen im Fahr- und Ladebetrieb und bei extrem hohen Außenlufttemperaturen ein zulässiger Maximalwert der Zellentemperatur nicht überschritten wird.
Bei im Betrieb der Batterie abfallender Temperatur der Zellen wird zunächst der Lüfter 8 ausgeschaltet. Bei weiter fallender Temperatur wird dann durch das Umschalten des Ventils 9 das Kühlmedium durch die Kurzschlußleitung 10 gelenkt. V/ird eine warme Batterie außer Betrieb genommen, so kann durch den nicht gezeichneten Schalter auch das ganze Kühlsystem ausser Betrieb gesetzt werden und die Batterie kühlt sich lediglich über ihre Oberfläche langsam ab. Bleibt jedoch das Kühlsystem eingeschaltet, so wird die Batterie so lange gekühlt, bis nach Erreichen eines unteren einstellbaren Temperaturwertes durch den Temperaturfühler 18 die Umwälzpumpe 7 als letzte Komponente im Kühlsystem abgeschaltet wird.
Im Fahrbetrieb - wenn also die Batterie entladen wird - muß die Energie zum Antrieb der Umwälzpumpe 7 und des Lüfters 8 von der Batterie geliefert werden. Um diese Energie einzusparen, wird der Kühlkreislauf so gesteuert, daß während der Entladung der Batterie die gesamte Kühlung oder Teile davon - vornehmlich der Lüfter 8 ~ ausgeschaltet sind. Die dann im Fahrbetrieb nicht
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abgeführte Wärme wird.in der Batterie gespeichert und wird zu einem geeigneten Zeitpunkt - zweckmäßig beim Laden, wenn die Energie zum Antrieb des Lüfters durch das Ladegerät geliefert wird - durch Einschalten des Lüfters 8 abgegeben. Die Steuerung der Schaltung des Lüfters 8 und gegebenenfalls der Pumpe 7 kann in diesem Falle in bekannter V/eise, z.B. in Abhängigkeit der Spannungshöhe oder der Stromrichtung, erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit, beim Entladen der Batterie Energie zu sparen, besteht darin, den Motor des Lüfters 8 so zu schalten, daß er mit steigender Spannung großare Drehzahlen abgibt. Dadurch wird beim Laden der Batterie bei höherer Spannung durch den Lüfter 8 intensiv gekühlt. Beim Entladen der Batterie wird durch die dann niedrigere Spannung bei niedrigerer Lüfterdrehzahl weniger gekühlt, gleichzeitig aber auch Energie gespart, da der Motor dann wegen seiner Strom-Spannungscharakteristik weniger Strom aufnimmt.
Das in Figur 5 dargestellte Kühlsystem gibt zusätzlich die Möglichkeit einer Fremdkühlung. Die Anschlußstutzen 19 der Sammelleitungen 5 werden in bekannter Weise an ein externes Kühlsystem oder im einfachsten Falle an eine Wasserleitung geschlossen. Durch Eindrücken eines Kühlmediums (V/asser) mit tiefen Temperaturen in den Kühlkreislauf wird eine intensive Kühlung der Batterie erreicht. Diese Art der Fremdkühlung bietet sich mit Vorteil an, wenn die Batterie im Wechseleinsatz ist und sie jeweils in einer Batteriewechselstation steht, um wieder für den nächsten Einsatz geladen zu werden". Das Ankoppeln des Batteriekreislaufes mit den Stutzen 19 an einen externen Kühlkreislauf kann dann beim Batteriewechselvorgang automatisch geschehen.
Es ist vielfach versucht worden, die bei einer Batterie während des Betriebes in den Zellen anfallende Wärme für Heizzwecke zu nutzen. Dieses Verfahren würde insbesondere bei akkumulatorenbetriebenen Fahrzeugen Vorteile bringen, weil dann nicht die Heizenergie für die Fahrzeuginnenräume als elektrische Energie
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aus der Antriebsbatterie zu nehmen ist, oder gar Heizsysteme mit anderen Energieträgern verwendet werden müßten. Diese Versuche führten jedoch bisher nicht zu einem Erfolg.
Bei einer Anlage, bei der die anfallende Wärme der Batterie zur Heizung eines Raumes verwendet werden soll, muß das Kühlmedium der Batterie gleichzeitig das Heizmedium des Raumes sein. Bei Akkumulatoren konventioneller Technik und üblicher Bauart liegt die obere zulässige Dauerbetriebstemperaturgrenze mit ca. 50° C relativ niedrig. Da das Kühlmedium der Batterie eine niedrigere Temperatur hat, eignet es sich nicht als Heizmedium für Räume, weil die Temperaturdifferenz zwischen Heizmedium und zu heizender Raumluft zu klein ist, um unter wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in üblichen Wärmetauschern noch ausreichende Wärmeübergabe zu erreichen.
Aufgabe dieser Ausführungsform der Erfindung ist es, die bei Betrieb der Batterie anfallende Wärmemenge wirtschaftlich zur Raumheizung heranzuziehen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Kühlmedium des Kühlkreislaufes der Batterie im Bereich des Kühlers 6 durch Temperaturtransformation auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird. Eine solche Temperaturtransformation erfolgt in bekannter V/eise durch einen Kompressor, der vor dem Kühler 6 und durch ein Expansionselement, das nach dem Kühler 6 in das Kühlkreislaufsystem der Batterie eingeschaltet wird. Figur 6 zeigt die Anordnung dieser Elemente.
Zwischen dem Verbindungspunkt der Kurzschlußleitung 10 mit der Sammelleitung 5 wird in der Eintrittsleitung 20 zum Kühler 6 der Kompressor 21 und zwischen dem Ventil 9 und dem Kühler 6 in der Austritts!eitung 22 des Kühlers 6 das Expansionselement 23 geschaltet. Die Pumpe 7 liegt jetzt zweckmäßigerweise in der Kurzschlußleitung 10, so daß, v/enn der Kompressor abgeschaltet ist und keine Wärmeabgabe über den Kühler 6 erfolgt, mit Hilfe der Pumpe 7 der Kühlkreislauf durch alle Kühlelemente 3 der Zellen 2 und über die Kurzschlußleitung 10 aufrechterhalten werden kann, um die Zellentemperatur zu vergleichmäßigen.
Bei Verwendung in der Technik üblicher Medien im Kühlkreislauf
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läßt sich in einstufigen Kompressoren eine Temperaturanhebung von ca. 20 bis 30° C erreichen. Bei einer Batterietemperatur von 50° C hat das Kühlmedium in den Kühlschlangen 3 der Zellen 2 z.B. eine Temperatur von ca. 40° C. Durch Kompression im Kompressor 21 wird die Temperatur des Mediums auf ca. 60 bis 70° C herauftransformiert. Bei dieser Temperatur ist eine intensive Wärmeabgabe durch den Kühler 6 möglich und damit eine Aufwärmung der Kühlluft auf solches Temperaturniveau gesichert, daß mit dieser Kühlluft eine Raumheizung durchgeführt werden kann.
In einer v/eiteren Ausführungsform ist eine vollkommene Temperierung der Antriebsbatterie und des Fahrgastraumes des angetriebenen Fahrzeuges möglich. Hierbei wird die in der Batterie entstehende Wärme entweder über einen Kühler an die Außenluft oder, wenn durch einen Kompressor ein höheres Temperaturniveau erreicht ist, über einen Wärmetauscher zur Heizung an den Fahrgastraum abgegeben.
Der Kreislauf enthält ferner einen Zwischen-Wärmespeicher, der bei anfallender großer Wärmemenge aufgeladen wird und dessen gespeicherte Wärme bei Bedarf zur Heizung des Fahrgastraumes verwendet werden kann. Sollte die Verlustwärme der Batterie nicht hinreichend sein, um den Heizbedarf des Fahrgastraumes bei tiefen Außentemperaturen zu decken, so kann durch eine Zusatzheizung der Wärmespeicher aus einer externen Energiequelle aufgeladen werden. Die Zusatzheizung kann auch die Energie liefern, um beim Betriebsbeginn die durch tiefe Außentemperaturen abgekühlte Batterie schnell in den optimalen Temperatur-Betriebsbereich zu bringen.
Die Ausführungsforin ermöglicht es ebenfalls, bei hohen Außentemperaturen mit den gleichen Bauelementen sowohl eine Batteriekühlung als auch eine Kühlung des Fahrgastraumes durchzuführen. In diesem Falle wird die Wärme über einen Wärmetauscher der Außenluft zugeführt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, bei einer solchen Ausnut-
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zung der Verlustwärme der Batterie zu Heizzwecken die Batterie selbst gegenüber der Außenluft thermisch zu isolieren. Hierdurch ist es. möglich, alle Wärme gesteuert für Heizzwecke zu verwenden.
Elektrobusse im Linienverkehr benötigen für einen wirtschaftlichen und reibungslosen Betrieb eine Antriebsbatterie mit einem Enei-gieinhalt von ca. 150 kWh. Hiermit ist im Stadtverkehr eine Betriebszeit von ca. 4 Stunden möglich. Danach wird die Batterie automatisch ausgewechselt und in einer Ladestation ^wieder geladen. Der Wh-Wirkungsgrad einer Antriebsbatterie in einem solchen Einsatz beträgt ca. 0,75. Bei einer aus der Batterie entnommenen Energie von ca. 150 kWh müssen demnach in die Batterie ca, 200 kWh eingeladen werden. Die Differenz von 50 kWh ist während der Ladung und Entladung als Verlustenergie in der Batterie entstanden und in Form von Wärme gespeichert. Bei thermischer Isolierung der Batterie stehen ca. 80 % der gespeicherten Wärmemenge, also 40 kWh, für Heizzwecke zur Verfügung. Bei einer Betriebszeit von 4 Stunden entspricht das einer Heizleistung von 10 KW oder 8600 Kcal/h. Diese Wärmeleistung reicht hin, um den Fahrgastraum von Standardlinienbussen während der größten Zeit der Kälteperiode im Jahr hinreichend zu heizen.
In Figur 7 ist der prinzipielle Schaltungsaufbau der Temperieranlage als Beispiel gezeichnet.
Die Batterie 30 hat einen thermischen Schutz 31 gegen die Uragebungsluft. Dadurch ist ein Wärmetransport aus der Batterie nur über das Wärmetransportmedium in den Kühlschlangen 3 der Zellen möglich.
32 ist eine Raumheizungsanlage mit einem Wärmetauscher 33 und einem Gebläse 34.
Eine, andere Wärmetauschanlage 35 mit dem Wärmetauscher 36 und dem Gebläse 37 ist außerhalb des Fahrzeuges angebracht und kann vom Fahrtwind durchströmt werden.
38 ist eine Wärmespeicheranlage mit dem Wärmetauscher 39 und ei-
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nem elektrischen Heizelement 40, das aus einer· nicht gezeichneten externen stationären Energiequelle gespeist werden kann. Der Kompressor ist mit 21 bezeichnet und das Expansionselement mit 23.
41 bis 46 sind Ventile, mit deren Hilfe das Leitungssystem 47 so geschaltet werden kann, daß die Temperieranlage bestimmte Funktionen ausführt. Die Steuerung der Temperieranlage erfolgt wieder mit Hilfe einer Anzahl von hier nicht gezeichneten Temperaturfühler in den Zellen der Batterie 30, der Wärmespeicheranlage 38 und des zu heizenden Fahrgastraumes mit der Heizanlage 32.
Folgende Verfahrensweisen können mit dieser Temperieranlage durchgeführt werden:
Kühlen der Batterie mit Heizen des Fahrgastraumes mittels der der Batterie entzogenen Wärme (Figur 7)· Hierzu werden die Ventile so gestellt, daß das Wärmetransportmedium mit relativ niedriger Temperatur durch die Kühlelemente 3 in den Zellen 2 der Batterie 30 fließt und somit die in der Batterie entstandene Wärme abführt. Im Kompressor 21 wird das Wärmetransportmedium auf höheren Druck gebracht und nimmt dadurch eine höhere Temperatur an. Über Ventil 41 gelangt es in die Raumheizanlage 32. Hier wird durch das Gebläse 34 Luft am Wärmetauscher 33 vorbeigeführt, wodurch dem Wärmetransportmedium Wärme entzogen wi.rd, die nunmehr zur Heizung des Raumes dient.
Über das Ventil 42 fließt das Wärmetransportmedium zum Expansionselement 23» in dem das bereits im Wärmetauscher 33 abgekühlte Wärmetransportmedium durch die Expansion auf noch tiefere Temperatur gebracht wird.
Über Ventil 43 und 44 fließt das Wärmetransportmedium anschliessend in die Kühlelemente 3, in denen es durch die höhere Temperatur des Elektrolyten in den Zellen 2 wieder aufgewärmt wird. Der Kreislauf ist somit geschlossen.
Die nächste Betriebsart der Anordnung beinhaltet das Kühlen der
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Batterie mit Wärmeabgabe an die Außenluft (Figur 8). Hierbei ist das Leitungssystem so geschaltet, daß das Wärmetransportmedium zunächst durch die Kühlelemente 3 der Batterie 30, dann durch den Kompressor 21, in dem die Temperaturanhebung erfolgt, dann über das"Ventil 41, über den Wärmetauscher 36 der Kühlanlage 35 mit Wärmeabgabe an die Umgebungsluft, dann über Expansionselemente 23 mit Abkühlen durch Expansion und danach über die Ventile 44 und 43 zurück zu den Kühlelementen 3 der Batterie 30 fließt, in denen dann wieder der Wärmeentzug aus dem Elektrolyten der Batterie erfolgt.
Ein weiteres Verfahren, das mit der Anordnung ausgeführt werden kann, ist das Kühlen der Batterie mit Speicherung der entzogenen Wärme in einem Wärmespeicher (Figur 9). Der Fluß des Wärmetransportmediums ist nunmehr wie folgt:
Kühlelemente 3 der Batterie 30, Kompressor 21 mit Temperaturanhebung, Ventil 41, Wärmetauscher 39 mit Wärmeübergabe an.das Speicherelement 38, Ventile 45 und 42, Expansionselement 23 mit Temperaturabsenkung durch Expansion, dann über Ventile 44 und 43 zurück zu den Kühlelementen 3 der Batterie 30; hier erfolgt wieder Wärmeübernahme aus der Batterie.
In einer weiteren Betriebsart wird die im Speicherelement 38 gespeicherte Wärme mittels der Temperieranordnung zur Heizung des Fahrgastraumes verwendet (Figur 10). Dieses Verfahrens läuft wie folgt ab:
Das Wärmetransportmedium hat im Wärmetauscher 30 de's Speicherelementes 38 Wärme aufgenommen. Es. fließt über Ventil 46 in den Kompressor 21. Die Temperatur des Mediums wird dort angehoben. Über Ventil 41 fließt das Medium durch den Wärmetauscher 33· Hier wird die Wärme zur Heizung des Fahrgasträumes abgegeben. Über Ventil 42 gelangt das Medium in das Expansionselement 23 mit Temperaturabsenkung. Danach fließt das Medium über die Ventile 44 und 45 wieder in den Wärmetauscher 39 des Speicherelementes 39» in dem erneut Wärme auf das Transportmedium übertragen wird.
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Schließlich ist vorgesehen, daß neben der Batterie auch der Fahrgastraum gekühlt wirdj hierbei wird die Wärme an die Außenluft abgegeben. Figur 11 zeigt die Wirkungsweise dieser Anordnung. Im Expansionselement 23 wird das Wärmetransportmedium auf niedrige Temperatur gebracht. Über Ventil 44 gelangt es in den Wärmetauscher 33 und nimmt aus der Luft des Fahrgastraumes Wärme auf und kühlt somit den Fahrgastraum. Das Wärmetransportmedium wird hierbei nur wenig erwärmt. Über Ventil 42 und 43 fließt das Wärmetransportmedium in die Kühlelemente 3 der Batterie 30, wobei es stärker erwärmt wird und damit auch die Batterie kühlt. Im Kompressor 21 erfolgt durch die Kompression eine weitere Temperaturerhöhung des Transportmediums. Es gelangt dann über Ventil 41 in den Wärmetauscher 36, in dem die Wärme durch intensive Kühlung mittels Fahrtwind und Gebläse 37 an die Außenluft abgegeben wird. Mit Erreichen des Expansionselementes 23 ist der Kreislauf geschlossen.
Neben vorstehend beschriebenen Betriebsarten, die mit der Anordnung erfüllt werden können, lassen sich durch entsprechende Schaltung der einzelnen Elemente noch weitere Funktionen durchführen. So ist es möglich, den Fahrgastraum allein zu kühlen. Hierbei wird lediglich in der Schaltung gemäß Figur 11 das Wärnietransportmedium über Ventil 43, Pumpe 7 und Kurzschlußleitung 10 an der Batterie 30 vorbeigeführt.
Ferner ist es möglich, nur die Temperatur in den einzelnen Zellen der Batterie zu vergleichmäßigen. Hierzu wird das Wärmetransportmedium mittels Pumpe 7 über Kurzschlußleitung 10 und Ventil 43 durch die Kühlelemente 3 der Zellen 2 in der Batterie 30 gepumpt. Alle anderen Komponenten in der Anordnung sind dabei außer Betrieb.
Die Aufgaben, die mit dieser Temperieranlage durchzuführen sind, werden automatisch gesteuert, wobei die Steuerimpulse aus den Temperaturfühlern in der Batterie, im Speicherelement und im Fahrgastraum kommen. Hierdurch ist sichergestellt, daß bei allen vorkommenden Außentemperaturen die Batterie in ihrem optima-
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len Temperaturbereich arbeitet und gleichzeitig im Fahrgastraum eine behagliche Temperatur herrscht.
Alle Antriebs- und Steuerelemente der Anordnung gemäß Figuren 7 bis 11 sind wieder elektrisch an die Batterie angeschlossen und werden aus ihr mit Energie versorgt. Der Energieverbrauch für diese Elemente ist gering, so daß eine nennenswerte zusätzliche Entladung der Batterie nicht eintritt.
Bei einer weiteren Ausführung'sform der Temperaturanlage ist der Wärmetransportmittelkreislauf aufgeteilt in zwei jeweils selbständige Teilkreisläufe. Beide sind über einen Wärmetauscher wärmemäßig miteinander gekoppelt. Die Elemente des einen Teilkreislaufs sind vornehmlich an der Batterie angeordnet, die Elemente des anderen Teilkreislaufs dagegen vornehmlich im oder am Fahrzeug. Der Wärmetauscher, der beide Teilkreisläufe miteinander wärmemäßig koppelt, ist am Fahrzeug angebracht. An der Stelle, wo die Leitungen des Teilkreislaufs der Batterie zu den am Fahrzeug befindlichen Wärmetauschern führen, kann der Teilkreislauf durch Kupplungselemente getrennt v/erden. Hierdurch ist es möglich, die Batterie einschließlich der an ihr angeordneten Elemente ihres Teilkreislaufs in wenigen Minuten aus dem Fahrzeug herauszunehmen. Diese Anordnung schafft die Möglichkeit, die Batterie im sogenannten Wechselbetrieb einzusetzen, wobei die entladene Batterie automatisch aus dem Fahrzeug ausgetauscht und in einer sogenannten Wechsel·- und Ladestation elektrisch wieder aufgeladen
Das Wärmetransportmedium im Teilkreislauf der Batterie ist bei dieser Ausführimgsform der Temperieranlage Wasser. Der Teilkreislauf, der am Fahrzeug angeordnet ist, hat dagegen ein Wärmetransportmedium, das für Kompression und Expansion gut geeignet ist. Dafür kommen handelsübliche Kühlmittel in "Betracht, die in Kühlanlagen und Klimaanlagen verwendet werden (halogenierte Kohlenwasserstoffe). Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Batterie in der Wechsel- und Ladestation, wie vorstehend beschrieben, durch Anschluß des Teilkreislaufes an eine externe
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- 20 Wasserkühlung In einfacher Form intensiv gekühlt werden kann.
Figur 12 zeigt die prinzipielle Anordnung dieser Ausführungsform. Der Wärmetransportmittel-Teilkreislauf der Batterie wird gebildet durch die Kühlelemente 3 in den Zellen der Batterie 30, durch die Leitungen 5, das Ventil 9, die Pumpe 7 und die Kurzschlußleitung 10. Ferner gehören zu diesem Teilkreislauf das Wärmetauscherelement 51 des Wärmetauschers 50 und die Kupplungselemente 53· Der Wärmetransportmittel-Teilkreislauf des Fahrzeuges wird gebildet durch das Wärmetauscherelement 52 des Wärmetauschers 50, das Leitungssystem 47 mit der Kurzschlußleitung 48, dem Ventil 49, dem Kompressor 21, dem Expansionsventil 23 und den Wärmetauschern 32 und 35 sowie dem Speicherelement 38 und den zugehörigen Ventilen.
Der Wärmetauscher 50 mit dem zum Wärmetransportmittel-Teilkreislauf der Batterie gehörenden Wärmetauscherelement 51 ist am Fahrzeug angeordnet. Die anderen zum Teilkreislauf der Batterie gehörenden Bauelemente sind dagegen wieder, wie schon beschrieben, in einer kompakten Baueinheit verschieb- und arretierbar an der Batterie angeordnet.
Die Kupplungselemente 53 bestehen aus einzelnen Kupplungsteilen, die so eingerichtet sind, daß beim Zusammenkuppeln die miteinander verbundenen Leitungen Durchgang haben, während beim Entkuppeln die getrennten Leitungsenden selbsttätig verschlossen sind, so daß kein Kühlmedium austreten kann.
- Patentansprüche -
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Claims (1)

  1. 24U758
    Patentansprüche
    Verfahren zur Abführung der in den einzelnen Zellen eines Akkumulators, insbesondere eines Fahrzeugantriebakkumulators, entwickelten Wärme mit Hilfe von im Elektrolyten oberhalb der Platten angeordneten Kühlelementen, dadurch gekennzeichnet; daß das Kühlmittel potentialfrei" durch die Kühlelemente (3) gepumpt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel normales nicht entmineralisiertes Wasser verwendet wird.
    3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei mit einer Pumpe (7) verbundene Sammelleitungen (5) und Zwischenleitungen (4) besitzt und daß die aus elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Kühlelemente (3) über die Zwischenleitungen (4) mit den Sammelleitungen (5) verbunden sind.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sammelleitungen (5) mindestens eine Gruppe von mittels Zwischenleitungen (4) hintereinandergeschalteten Kühlelementen (3) angeordnet ist.
    5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Sammelleitungen (5) mit einer
    - Kurzschlußleitung (10) und. einer zu dieser parallel angeordneten, mit einem zwangsbelüfteten Wärmetauscher (6) verbundenen Kühlleitung (22) verbunden ist, und daß die Kühlleitung (22) und die Kurzschlußleitung (10) in einem Zwei-
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    Wege-Ventil (9) münden, das über die Pumpe (7) mit der zweiten Sammelleitung (5) verbunden ist.
    (?. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (7), das Zwei-Wege-Ventil (9) und der Ventilator der Zwangsbelüftung (8) über in einzelnen Zellen angeordnete Wärmefühler (11, 12, 13) getrennt voneinander ansteuerbar sind.
    7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungspunkt der Kurzschlußleitung (10) mit der Kühlleitung (20) und den Wärmetauscher (6) ein Kompressor (21) und zwischen das Zwei-Wege-Ventil
    (9) und den Wärmetauscher (6) ein Expansionsventil (23) geschaltet ist und daß die Pumpe (7) im Zuge der Kurzschlußleitung (10) liegt.
    8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) in der Kurzschlußleitung
    (10) liegt und daß über den Schalter (15) das Heizelement (17) an die Klemmen der Batterie geschaltet ist.
    9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß an die Sammelleitungen (5) parallel zur Kurzschlußleitung (10) ein Wärmetransportmittelkreislauf geschaltet ist, der aus dem Kompressor (21) und dem Expansionselement (23) sowie dem Wärmetauscher (32) dem Wärmetauscher (35) sowie dem Speicherelement (38) besteht.
    10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (32) im Fahrgastraum des Fahrzeugs, der Wärmetauscher (35) an einer Außenseite des Fahrzeuges und das Speicherelement (38) am Fahrzeug angebracht sind.
    11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekenn-
    509843/0406
    zeichnet, daß das Speicherelement (38) zusätzlich ein
    Heizelement (40) hat.
    12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
    11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetransportmittelkreislauf in zwei Teilkreisläufe aufgeteilt ist, die durch· den Wärmetauscher (50) wärmemäßig miteinander gekoppelt
    sind.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des einen Teilkreinlaufes an der Batterie und die Elemente des anderen Teilkr-jislaufes am Fahrzeug angeordnet sind.
    14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Batterie gehörende Teilkreislauf
    Kupplungselemente (53) besitzt.
    15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Batterie gehörende Teilkreislauf mit dem Kupplungselementen (53) vom Teilkreislauf des Fahrzeuges trennbar und an ein externes Kühlsystem anschließbar ist.
    16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (30) durch Wärmeisolationsmittel (31) gegen die Umgebungsluft thermisch iso-
    s liert ist.
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    Leerseite
DE19742414758 1974-03-27 1974-03-27 Elektrolyt-kuehlvorrichtung fuer aus mehreren zellen bestehende akkumulatorenbatterien Ceased DE2414758B2 (de)

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BG2857574A BG33439A3 (en) 1974-03-27 1974-12-27 Apparatus for electrolyte cooling for accumulator batteries consisteng of more cells
DK690674A DK690674A (de) 1974-03-27 1974-12-30
NO750125A NO148051C (no) 1974-03-27 1975-01-16 Elektrolytt-kjoeleinnretning for akkumulatorbatterier
SE7500537A SE7500537L (de) 1974-03-27 1975-01-17
GB280175A GB1461366A (en) 1974-03-27 1975-01-22 Method of removing the heat developed in the individual cells of an accumulator
BE152688A BE824755A (fr) 1974-03-27 1975-01-24 Procede et installations pour evacuer la chaleur degagee dans les cellules individuelles d'un accumulatteur
NLAANVRAGE7501561,A NL183745C (nl) 1974-03-27 1975-02-10 Accumulator.
FR7505015A FR2330153A1 (fr) 1974-03-27 1975-02-18 Procede et installation pour evacuer la chaleur degagee dans les cellules individuelles d'un accumulateur
ES435132A ES435132A1 (es) 1974-03-27 1975-02-27 Dispositivo para la evacuacion del calor desarrollado en losdistintos elementos de un acumulador.
IT20701/75A IT1033231B (it) 1974-03-27 1975-02-27 Dispositivo per l allontanamento del calore sviluppato nei singoli elementi di un accumulatore
US05/557,831 US4007315A (en) 1974-03-27 1975-03-12 Battery cell cooling system
CA223,057A CA1031417A (en) 1974-03-27 1975-03-25 Battery cell cooling system
JP50036649A JPS50129929A (de) 1974-03-27 1975-03-26

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GB (1) GB1461366A (de)
IT (1) IT1033231B (de)
NL (1) NL183745C (de)
NO (1) NO148051C (de)
SE (1) SE7500537L (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2474195A1 (fr) * 1980-01-22 1981-07-24 Comp Generale Electricite Procede de regulation thermique
EP0616913A2 (de) * 1993-03-24 1994-09-28 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Hochtemperaturbatterie
DE102008011508A1 (de) * 2008-02-22 2009-08-27 Volkswagen Ag Energiespeicher sowie Verfahren zur Herstellung des Energiespeichers
WO2011147547A1 (de) * 2010-05-28 2011-12-01 Li-Tec Battery Gmbh Elektroenergiespeicherzelle und -vorrichtung
CN108016240A (zh) * 2017-12-27 2018-05-11 荆州市楚泰新能源科技有限公司 用于新能源电动客车空调的dc-ac供电电路
WO2018202500A1 (de) * 2017-05-04 2018-11-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrische energiespeicherzelle

Families Citing this family (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52155335A (en) * 1976-06-21 1977-12-23 Toyota Motor Co Ltd Blower device for metal air battery
US4215307A (en) * 1978-05-30 1980-07-29 General Battery Corporation Temperature controlled, auto timed, variable amperage cascading-water furmation method for use with high antimony and maintenance free lead-acid batteries
US4604564A (en) * 1977-08-03 1986-08-05 General Battery Corporation Temperature controlled, auto timed, variable amperage cascading-water formation method for use with high antimony and maintenance free lead-acid batteries
US4117387A (en) * 1977-08-03 1978-09-26 General Battery Corporation Cascading-water, lead-acid storage battery neutralization forming and charging method
JPS5823169A (ja) * 1981-08-03 1983-02-10 Hitachi Ltd 燃料電池発電装置およびその運転方法
US4582765A (en) * 1981-08-25 1986-04-15 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel cell system with coolant flow reversal
US4650729A (en) * 1984-08-10 1987-03-17 Nissan Motor Co., Ltd. Electric power source device
US4913985A (en) * 1989-02-21 1990-04-03 Zomeworks Corporation Battery temperature regulation system
DE3907697C1 (en) * 1989-03-10 1990-07-12 Deta-Akkumulatorenwerk Gmbh, 3422 Bad Lauterberg, De Drive battery
DE3934084A1 (de) * 1989-10-12 1991-04-18 Asea Brown Boveri Fluessigkeitskuehleinrichtung fuer eine hochtemperaturspeicherbatterie
JPH089894Y2 (ja) * 1989-11-17 1996-03-21 日産自動車株式会社 自動車用電源装置
IL94726A (en) * 1990-06-13 1997-02-18 Univ Ramot Power source
US5070933A (en) * 1991-01-22 1991-12-10 Zomeworks Corporation Temperature regulating system
US5385793A (en) * 1992-07-20 1995-01-31 Globe-Union Inc. Thermal management of battery systems
US5347816A (en) * 1992-07-31 1994-09-20 University Of Chicago Variable pressure thermal insulating jacket
DE4238364A1 (de) * 1992-11-13 1994-05-26 Behr Gmbh & Co Einrichtung zum Kühlen von Antriebskomponenten und zum Heizen eines Fahrgastraumes eines Elektrofahrzeugs
DE4309070A1 (de) * 1993-03-20 1994-09-22 Licentia Gmbh Hochtemperaturbatterie
US5516600A (en) * 1994-01-26 1996-05-14 Gnb Battery Technologies Inc. Temperature-sensitive thermal insulators for lead-acid batteries
US5487955A (en) 1994-03-15 1996-01-30 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Cooled zinc-oxygen battery
DE4408960C1 (de) * 1994-03-16 1995-04-27 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie
DE4433836C1 (de) * 1994-09-22 1995-11-09 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Beheizung eines Innenraumes eines Elektrofahrzeuges
US5524681A (en) * 1994-10-19 1996-06-11 Ford Motor Company Apparatus and method for draining and filling a battery cooling system
JP3451141B2 (ja) * 1994-11-14 2003-09-29 本田技研工業株式会社 バッテリ温度調節装置
US5665484A (en) * 1995-09-18 1997-09-09 Inductran Corporation Electrolyte conditioning system
JP3175558B2 (ja) * 1995-10-24 2001-06-11 松下電器産業株式会社 密閉形蓄電池
US5871859A (en) * 1997-05-09 1999-02-16 Parise; Ronald J. Quick charge battery with thermal management
US7147071B2 (en) * 2004-02-04 2006-12-12 Battelle Energy Alliance, Llc Thermal management systems and methods
US5985482A (en) * 1998-04-28 1999-11-16 Gnb Technologies, Inc. Snap-on battery heat shield
WO1999066582A1 (en) * 1998-06-17 1999-12-23 C & D Technologies, Inc. Catalyst equipped vapor-communicating multi-cell valve regulated lead-acid battery
US6524747B2 (en) 1998-06-17 2003-02-25 C&D Charter Holdings, Inc. Catalyst equipped vapor-communicating multi-cell valve regulated lead-acid battery
US6089034A (en) * 1998-11-12 2000-07-18 Daimlerchrysler Corporation Controller for reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles
US6118099A (en) * 1998-11-12 2000-09-12 Daimlerchrysler Corporation Controller for heating in reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles
US6082128A (en) * 1998-11-12 2000-07-04 Daimlerchrysler Corporation Reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles
US6077158A (en) * 1998-11-12 2000-06-20 Daimlerchrysler Corporation Air handling controller for HVAC system for electric vehicles
US6138466A (en) * 1998-11-12 2000-10-31 Daimlerchrysler Corporation System for cooling electric vehicle batteries
US6059027A (en) * 1998-11-12 2000-05-09 Daimlerchrysler Corporation Anti-fog controller for reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles
FR2819344B1 (fr) * 2001-01-05 2004-06-18 Renault Vehicule comportant une batterie d'accumulateurs refroidie par un dispositif de climatisation
IL144832A (en) * 2001-08-09 2005-06-19 Polyrit Thermal jacket for battery
US6551740B1 (en) 2001-10-05 2003-04-22 Ford Motor Company Battery assembly and a method for cooling a battery assembly
US20060001399A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-05 Lembit Salasoo High temperature battery system for hybrid locomotive and offhighway vehicles
DE102004043828B4 (de) * 2004-09-10 2018-09-13 Robert Bosch Gmbh Batteriepack
DE102004043829A1 (de) * 2004-09-10 2006-03-16 Robert Bosch Gmbh Batteriepack
DE102007010739B4 (de) * 2007-02-27 2009-01-29 Daimler Ag Batterie mit einer Wärmeleitplatte
DE102007010745B4 (de) * 2007-02-27 2009-01-22 Daimler Ag Batterie mit einer Wärmeleitplatte
EP2212136B1 (de) * 2007-11-13 2011-06-22 Behr GmbH & Co. KG Vorrichtung zur kühlung einer wärmequelle eines kraftfahrzeugs
DE102008012705B4 (de) * 2008-03-05 2012-07-12 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung einer Batterie
FR2934087A3 (fr) * 2008-07-21 2010-01-22 Renault Sas Systeme et procede de refroidissement d'une batterie de vehicule electrique, batterie et station de refroidissement d'une batterie
DE102008056787A1 (de) * 2008-11-11 2010-05-12 Cord-Henrich Dr. Dustmann Elektrofahrzeugheizvorrichtung
ITBO20090427A1 (it) * 2009-07-02 2011-01-03 Ferrari Spa Veicolo a trazione elettrica con raffreddamento mediante ciclo frigorifero
DE102009042774A1 (de) * 2009-09-25 2011-03-31 Behr Gmbh & Co. Kg System für ein Kraftfahrzeug zum Erwärmen und/oder Kühlen einer Batterie und eines Kraftfahrzeuginnenraumes
DE102009043316A1 (de) * 2009-09-28 2011-03-31 Valeo Klimasysteme Gmbh Verfahren zur Steuerung der Innenraumtemperatur eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs und Klimaanlagensystem
CN102055043B (zh) * 2009-11-10 2013-04-17 北汽福田汽车股份有限公司 电池和电池模块
DE102009060860B4 (de) * 2009-12-30 2024-06-27 Konvekta Aktiengesellschaft Klimatisierungssystem für ein Fahrzeug sowie Verfahren zum Temperieren
DE202010001201U1 (de) * 2010-01-21 2011-06-01 REHAU AG + Co., 95111 Kühlsystem für die Batterie eines Elektrofahrzeugs
US8415041B2 (en) * 2010-06-30 2013-04-09 Nissan North America, Inc. Vehicle battery temperature control system fluidly coupled to an air-conditioning refrigeration system
US8574734B2 (en) * 2010-06-30 2013-11-05 Nissan North America, Inc. Vehicle battery temperature control system containing heating device and method
FR2962074B1 (fr) 2010-07-02 2013-04-12 Renault Sa Refroidissement d'un bac de batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile.
DE102011077695A1 (de) * 2011-06-17 2012-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher
US8852772B2 (en) * 2011-11-15 2014-10-07 GM Global Technology Operations LLC Lithium ion battery cooling system comprising dielectric fluid
CN103958234B (zh) * 2011-11-16 2016-08-24 丰田自动车株式会社 电气设备的冷却装置
US9261093B2 (en) * 2012-08-15 2016-02-16 GM Global Technology Operations LLC Heater and pump performance diagnostic for a hybrid battery thermal system
US20140070013A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-13 Ford Global Technologies, Llc Thermal system and method for a vehicle having traction battery
WO2015035406A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-12 The Regents Of The University Of California Battery thermal management systems, apparatuses, and methods
DE102013019373B4 (de) * 2013-11-19 2022-12-15 Audi Ag Verfahren zum Betreiben von aus Kraftfahrzeugen ausgebauten Traktionsbatterien in einer stationären Anlage, elektrische Energiepuffervorrichtung für eine stationäre Anlage und Batterieprüfstand
US9566954B2 (en) * 2014-03-10 2017-02-14 Max Moskowitz Vehicular accessory
US10549729B2 (en) 2014-03-10 2020-02-04 Max Moskowitz Vehicular accessory
US11482744B2 (en) 2014-03-25 2022-10-25 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Multi-functional structure for thermal management and prevention of failure propagation
US11569537B2 (en) 2014-03-25 2023-01-31 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Multi-functional structure for thermal management and prevention of failure propagation
US11769919B2 (en) 2014-03-25 2023-09-26 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Multi-functional high temperature structure for thermal management and prevention of explosion propagation
TWI492437B (zh) * 2014-04-08 2015-07-11 Go Tech Energy Co Ltd 用於電池單元間平均分佈溫度的系統
US20150291002A1 (en) * 2014-04-15 2015-10-15 Ford Global Technologies, Llc Vehicle cooling system
US10173687B2 (en) 2015-03-16 2019-01-08 Wellen Sham Method for recognizing vehicle driver and determining whether driver can start vehicle
US9533546B2 (en) 2015-03-16 2017-01-03 Thunder Power Hong Kong Ltd. Electric vehicle thermal management system
US10703211B2 (en) 2015-03-16 2020-07-07 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery pack, battery charging station, and charging method
US9954260B2 (en) 2015-03-16 2018-04-24 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery system with heat exchange device
US9550406B2 (en) 2015-03-16 2017-01-24 Thunder Power Hong Kong Ltd. Thermal dissipation system of an electric vehicle
US11052776B2 (en) * 2015-09-24 2021-07-06 Ford Global Technologies, Llc Charging station for electrified vehicles
US20170088007A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Atieva, Inc. External Auxiliary Thermal Management System for an Electric Vehicle
US20170088008A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Atieva, Inc. External Auxiliary Thermal Management System for an Electric Vehicle
CN110072719B (zh) * 2016-09-27 2023-04-14 瑞维安知识产权控股有限责任公司 具有电池热存储装置的电动车辆热管理***
CN108346839B (zh) * 2017-01-22 2020-01-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池换热***
US20190041145A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-07 Hamilton Sundstrand Corporation Three-way modulating valve for temperature control
JP6879122B2 (ja) * 2017-08-24 2021-06-02 株式会社デンソー 電池温調装置
KR102518184B1 (ko) * 2017-11-21 2023-04-07 현대자동차주식회사 차량용 고전압배터리의 냉난방시스템
JP6717798B2 (ja) * 2017-12-01 2020-07-08 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車載充電システム
JP7059670B2 (ja) * 2018-02-07 2022-04-26 トヨタ自動車株式会社 充電システム
JP6692845B2 (ja) * 2018-03-07 2020-05-13 本田技研工業株式会社 車両用熱循環システム
CN108400406A (zh) * 2018-03-26 2018-08-14 蔚来汽车有限公司 用于充换电站的电池温度控制装置和电动车充换电站
US10461311B1 (en) 2018-05-17 2019-10-29 Vissers Battery Corporation Devices, systems, and methods for molten fluid electrode apparatus management
US11056680B2 (en) 2018-05-17 2021-07-06 Vissers Battery Corporation Molten fluid electrode apparatus
US10673064B2 (en) 2018-05-17 2020-06-02 Vissers Battery Corporation Molten fluid electrode apparatus with solid lithium iodide electrolyte having improved lithium ion transport characteristics
US11264603B2 (en) 2018-05-17 2022-03-01 Vissers Battery Corporation Molten fluid apparatus with solid non-brittle electrolyte
US10601080B2 (en) 2018-05-17 2020-03-24 Vissers Battery Corporation Devices, systems, and methods to mitigate thermal runaway conditions in molten fluid electrode apparatus
CN109149013A (zh) * 2018-10-11 2019-01-04 中国电子科技集团公司第十六研究所 电动汽车用半导体控温的泵驱两相循环***及其控制方法
SE543330C2 (en) * 2019-02-26 2020-12-01 Scania Cv Ab A method of controlling a battery cooling system of a vehicle comprising an electric propulsion engine, and a vehicle
EP3718897B1 (de) * 2019-03-20 2023-08-09 Hamilton Sundstrand Corporation Wärmeregelung von batterien
US10916818B2 (en) * 2019-06-21 2021-02-09 Baidu Usa Llc Self-activating thermal management system for battery pack
US11597255B2 (en) * 2020-03-25 2023-03-07 Pony Al Inc. Systems and methods for cooling vehicle components
DE102020204637A1 (de) * 2020-04-09 2021-10-14 Mahle International Gmbh Batterie

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US746289A (en) * 1901-05-13 1903-12-08 Gould Storage Battery Co Storage battery.
DE436922C (de) * 1923-06-18 1926-11-11 Fried Krupp Akt Ges Germaniawe Kuehlvorrichtung fuer Akkumulatorenzellen
US2282923A (en) * 1940-06-04 1942-05-12 Electric Storage Battery Co Temperature control of storage batteries
US2410952A (en) * 1942-12-28 1946-11-12 Electric Storage Battery Co Heat transfer construction for electrolytic cells
US2405144A (en) * 1943-03-03 1946-08-06 Galvin Mfg Corp Heating system
US3309234A (en) * 1964-11-20 1967-03-14 Don H Rundles Battery heat control by-pass valve

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2474195A1 (fr) * 1980-01-22 1981-07-24 Comp Generale Electricite Procede de regulation thermique
US4332866A (en) 1980-01-22 1982-06-01 Societe Anonyme Dite: Compagnie Generale D'electricite Method of temperature regulation
EP0616913A2 (de) * 1993-03-24 1994-09-28 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Hochtemperaturbatterie
EP0616913A3 (en) * 1993-03-24 1996-08-07 Daimler Benz Ag High-temperature battery.
DE102008011508A1 (de) * 2008-02-22 2009-08-27 Volkswagen Ag Energiespeicher sowie Verfahren zur Herstellung des Energiespeichers
WO2011147547A1 (de) * 2010-05-28 2011-12-01 Li-Tec Battery Gmbh Elektroenergiespeicherzelle und -vorrichtung
WO2018202500A1 (de) * 2017-05-04 2018-11-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrische energiespeicherzelle
US11652247B2 (en) 2017-05-04 2023-05-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electric stored energy source
CN108016240A (zh) * 2017-12-27 2018-05-11 荆州市楚泰新能源科技有限公司 用于新能源电动客车空调的dc-ac供电电路
CN108016240B (zh) * 2017-12-27 2023-07-25 荆州市楚泰新能源科技有限公司 用于新能源电动客车空调的dc-ac供电电路

Also Published As

Publication number Publication date
DK690674A (de) 1975-09-28
NL7501561A (nl) 1975-09-30
JPS50129929A (de) 1975-10-14
ATA1014074A (de) 1978-06-15
NO750125L (de) 1975-09-30
BE824755A (fr) 1975-05-15
DE2414758B2 (de) 1976-04-15
CH582958A5 (de) 1976-12-15
NO148051B (no) 1983-04-18
NL183745C (nl) 1989-01-02
GB1461366A (en) 1977-01-13
IT1033231B (it) 1979-07-10
BG33439A3 (en) 1983-02-15
NL183745B (nl) 1988-08-01
CA1031417A (en) 1978-05-16
AT348055B (de) 1979-01-25
US4007315A (en) 1977-02-08
SE7500537L (de) 1975-09-29
ES435132A1 (es) 1977-02-01
FR2330153A1 (fr) 1977-05-27
FR2330153B1 (de) 1981-03-06
NO148051C (no) 1983-08-10

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Publication Publication Date Title
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