DE3044741C1 - Kuehleinrichtung fuer einen fluessigkeitsgefuellten elektrischen Akkumulator - Google Patents

Description

• Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
• Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zelle eines Akkumulators gemäß der Erfindung und F i g. 2 eine Draufsicht.
• Die in F i g. 1 dargestellte Akkumulatorzelle besteht aus einem Gehäuse 1, in welchem entsprechende Platten 2, 2' angeordnet sind. Die Platten 2 und 2' sind mit je einem Stromband 3, 3' für sich getrennt mit Anschlußklemmen 4 bzw. 5 verbunden. Das Gehäuse 1 wird durch einen mit diesem festverbundenen Gehäusedeckel 6 abgedeckt, welcher sich aus zwei Edelstahlblechlagen 7, 7' zusammensetzt und welcher wenigstens am Rand 8 hermetisch dicht verschlossen ist. Durch nach oben bzw.
• unten ragende etwa spiegelbildlich angeordnete rippenförmige Vertiefungen 9, 9' werden hohle Rippen 10 gebildet, die einerseits nach innen in das Gehäuse 1 hineinragen und in die Elektrolyt-Flüssigkeit 11 eintauchen und andererseits von der Oberfläche des Gehäusedeckels 6 abstehen und bewegter Luft ausgesetzt sind. Die hohlen Rippen 10 dienen zur Aufnahme eines Wärmeübertragungsmediums 12 und erstrecken sich über die gesamte freie Oberfläche des Gehäusedekkels 6. Ausgenommen hiervon sind lediglich die benötigten Räume für die Anschlußklemmen 4, 5 und der Raum für einen Flüssigkeitseinfüllstutzen 13.
• Die mit dem Wärmeübertragungsmedium 12#teilweise gefüllten Rippen 10 bilden das eigentliche - in den Gehäusedeckel 6 integrierte - Wärmerohr 14.
• Die Rippen 10 können auch an nichtgezeichnete in eine Kühlspirale auslaufende Sammelrohre angeschlossen werden, die das Wärmeübertragungsmedium 12 zwecks Kühlung zu einem Gebläse leiten.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Kühleinrichtung für einen flüssigkeitsgefüllten elektrischen Akkumulator mit einem in die Flüssigkeit eintauchenden, auf konventionellem Wege arbeitenden, durch den Deckel des Akkumulatorgehäuses herausragenden Wärmeabführrohr, d a -durch gekennzeichnet, daß das Wärmeabführrohr als wenigstens ein in den Gehäusedeckel (6) des Akkumulators integriertes, rippenförmig ausgebildetes Wärmerohr (14) ausgebildet ist, dessen wärmeabgebender Teil nach Art einer hohlen Kühlrippe (10) bewegter Luft ausgesetzt ist.
2. 2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (6) doppelwandig aus zwei wenigstens am Rand (8) hermetisch dicht miteinander verbundenen Edelstahlblechen (7, 7') gebildet ist, wobei in die Blechlagen nach oben bzw. nach unten sich erstreckende rippenförmige Vertiefungen (9,9') etwa gleicher Lage und gleichen Verlaufes angebracht sind.

   Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen flüssigkeitsgefüllten elektrischen Akkumulator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

   Für mit einem Elektromotor betriebene Kraftfahrzeuge sind sehr leistungsfähige Akkumulatoren mit geringem Gewicht und kleinem Bauraum erforderlich.

   Unter bestimmten Betriebsbedingungen erwärmt sich der Akkumulator sehr stark, insbesondere bei NiFe-Akkumulatoren.

   Es ist eine Kühlvorrichtung für Akkumulatoren bekannt (DE-PS 4 36 922) mit einer oberhalb der Platten in die Flüssigkeit des Akkumulators eingehängten Kühlschlange. Zu- und Abfluß des Kühlmittels sind durch den Deckel des Akkumulators hindurchgeführt und mit je einer Gummidichtung gegenüber denselben abgedichtet. Nachteilig an dieser Kühlvorrichtung ist, daß sich die Gummidichtung bei rauhem Betrieb des Kraftfahrzeuges lockern und Akkumulatorenflüssigkeit auslaufen kann.

   Durch die DE-OS 20 47 787 ist ferner eine Einrichtung zum Ändern der Temperatur eines Akkumulators bekannt. Hierbei ist das Wärmeübertragungselement im Bereich des Behälterbodens unterhalb der Platten angeordnet. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die hauptsächlich im mittleren und oberen Bereich des Akkumulators entstehende Wärme nicht am Entstehungsort und nur verzögert und unzureichend abgeführt wird.

   Auch Einrichtungen mit gesonderten Kühlkreisläufen oder durch Zirkulation des Elektrolyten brachten nicht den gewünschten Erfolg. Außerdem ist eine Kühlung des Akkumulators nur in bestimmten Situationen insbesondere für die inneren Zellen eines Blockes notwendig.

   Aufgabe der Erfindung ist es, bei Akkumulatoren eine möglichst richtige Wärmeabfuhr zu gewärleisten und Abdichtungsprobleme an Gehäusedurchführungen zu vermeiden.

   Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

   Das im Kennzeichen erwähnte Wärmerohr ist an sich bekannt. Hierunter soll ein hermetisch dicht verschlossener, aus gut wärmeleitendem Material gebildeter Hohlraum, vorzugsweise in Rohr- oder Plattenform verstanden sein, der mit einem verdampfbaren und kondensierbaren Wärmeübertragungsmedium zu einem Bruchteil gefüllt und im übrigen evakuiert bzw. mit einem Inertgas gefüllt ist. Die Auswahl des Wärmeübertragungsmediums richtet sich nach dem Temperaturniveau, bei dem Wärme übertragen werden soll. Das Wärmerohr ist im Innern teilweise mit einer Kapillarstruktur zum Rücktransport des kondensierten Wärmeübertragungsmediums von der wärmeabgebenden Stelle zur wärmeaufnehmenden Stelle versehen; diese kann z. B. in Form einer Auskleidung des Rohres mit einem Siebgewebe oder durch eine Rillenstruktur der inneren Rohroberfläche geschehen. An der heißen Stelle des Wärmerohres, an der Wärmeenergie zugeführt wird, verdampft das eingegebene Medium und breitet sich rasch im Innern des Wärmerohres aus.

   An wärmeabgebenden Stellen des Wärmerohres schlägt sich das verdampfte Medium nieder und kondensiert unter Abgabe seiner Wärme an die Wandung des Wärmerohres. Das Kondensat kriecht durch Kapillarwirkung zu den Wärmezufuhrstellen des Wärmerohres zurück. Die an der Kondensatseite vom Medium an die Wandung des Wärmerohres abgegebene Wärmemenge wird auf die Außenseite durch Strahlung oder durch Konvektion oder durch Wärmeleitung abgeführt. Da an den wärmeaufnehmenden bzw.

   wärmeabgebenden Stellen des Wärmerohres eine Zustandsänderung des Wärmeübertragungsmediums stattfindet, wird im wesentlichen die für die Zustandsänderung erforderliche Umwandlungsenergie in Wärmeform übertragen. Da die Umwandlungsenergien bezogen auf die Masse des Wärmeübertragungsmediums wesentlich größer sind als die durch Aufheizung eines Mediums speicherbaren Energiemengen, kann durch den Transport relativ kleiner Mengen an Wärmeübertragungsmedium eine große Wärmemenge auch über größere Entfernungen hinweg übertragen werden.

   Durch Aufprägen eines bestimmten Druckes auf das Innere des Wärmerohres kann im übrigen auch dafür gesorgt werden, daß die Wärmeübertragung nur bis zu einer ganz bestimmten Temperatur stattfindet. Durch die Kapillarstruktur kann bis zu gewissen Grenzen ein Rücktransport des Kondensates auch entgegen der Schwerkraft erfolgen.

   Dadurch, daß der Behälterdeckel des Akkumulators als rippenförmiges Wärmerohr ausgebildet ist, dessen Rippen einerseits in die Flüssigkeit des Akkumulators oberhalb der Platten eintauchen und andererseits nach Art einer Kühlrippe bewegter Luft ausgesetzt ist, kann auf einfache Art der Flüssigkeit eine große Wärmemenge entzogen und abgeführt werden. Die hohlen Kühlrippen können auch durch eine Sammelleitung verbunden werden, die zu einem Gebläse oder dergleichen führt, und wo der Wärmeentzug entsprechend durch bewegte Luft erfolgt.

   Schließlich kann der Behälterdeckel doppelwandig aus zwei wenigstens am Rand hermetisch dicht untereinander verbundenen Edelstahlblechen gebildet sein, wobei in die Blechlagen nach oben bzw. nach unten sich erstreckende rippenförmige Vertiefungen etwa gleicher Lage und gleichen Verlaufs angebracht sind.

   Dadurch können die Rippen des so gebildeten Wärmerohres dem freien vorhandenen Raum des Akkumulatordeckels angepaßt und die Oberfläche desselben maximal genutzt werden.