DE7439582U - Vorrichtung zui Kühlung oder Erwärmung einer aus Einzelzellen bestehenden Akkumulatorenbatterie - Google Patents
Vorrichtung zui Kühlung oder Erwärmung einer aus Einzelzellen bestehenden AkkumulatorenbatterieInfo
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Description
Vorrichtung zur Kühlung oder Erwärmung einer aus Einzelzellen bestehenden Akkumulatorenbatterie
Gegenstand der Neuerung ist eine Vorrichtung zur Kühlung oder Erwärmung von aus Einzelzellen bestehenden Akkumulatorenbatterien.
Bekanntlich erhöht sich die Temperatur von Akkumulatorenbatterien
bei Ladung und Entladung. Die Temperaturerhöhung wird insbesondere bei HochStrombelastungen, wie sie
beispielsweise bei Pahrzeugantriebsbatterien auftreten,
wegen der quadratischen Zunahme der Joule'sehen Wärme
mit dem Strom sehr groß.
Im Betrieb von Akkumulatorenbatterien ist die Überschreitung für den Akkumulatorentyp charakteristischer Temperaturen
unzulässig. Bei Bleiakkumulatoren führt eine andauernde Temperatur von 50 C und darüber zu einer Zerstörung
hauptsächlich der negativen Platte, auch die positive Platte wird in Mitleidenschaft gezogen. Außerdem kann der Separator
durch zu hohe Temperaturen seine Eigenschaften, wie Festigkeit und Porosität, verlieren. Auch Stahlcffckumulatoren
werden durch zu hohe Betriebstemperaturen zerstört. Der Betrieb von Akkumulatoren bei zu hohen Temperaturen
äußert sich besonders in Fapazitätsverlusten.
Es sind Kühlvorrichtungen bekannt, welche die im Betrieb von Akkumulatoren anfallende Wärme abführen und so die Betriebstemperatur
innerhalb zulässiger Grenzen halten.
-2-
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So wird im "britischen Patent 776 240 eine Kühlvorrichtung
beschrieben, v/elche aus mit Rohrleitungen verbundenen Platten
mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht . Die für den Durchfluß einer Kühlflüssigkeit bestimmten Rohre sind gut wärmeleitend
mit den Platten verbunden. Die Platten werden mit den Polbolzen der Akkumulatorenzellen durch eine feste Verbindung
thermisch gut gekoppelt. Dabei sind mehrere Polbolzen gleicher Polarität mit einer Platte verbunden. Rohre aus
elektrisch isolierendem Material dienen dem Kühlmitteltransport von Platte zu Platte.
Kühlvorrichtungen dieser Art sind in ihrer Konstruktion aufwendig.
An den Verbindungen zwischen Kühlplatten und Rohren aus elektrisch isolierendem Material können insbesondere bei
Temperaturänderungen Undichtigkeiten auftreten«, Zum Betrieb dieser Kühleinrichtungen sind zusätzliche Einrichtungen wie
Wärmeaustauscher und Kühlmittelpumpen erforderlich. Der Wärmeaustauscher setzt die Wirksamkeit der Vorrichtung weiter
herab. Die Kühlmittelpumpe führt zu einer besonderen Betriebsunsicherheit der Vorrichtung, da durch ihrea Ausfall die gesamte
Anlage funktionsunfähig ist.
Aus der DT-PS 436 922 ist eine Kühlvorrichtung für Akkumulatoren mit einer in di.e Säure eingehängten, oberhalb der Akkumulatorenplatten
angeordneten Kühlschlange bekannt. Bei dieser Vorrichtung erweist es sich als Nachteil, daß der Elektrolytstand
ständig überprüft werden muß, da die Kühlvorrichtung unwirksam wird, sobald die Kühlschlange nicht mehr in den
Elektrolyten taucht. Auch bei einer solchen Vorrichtung wird die Wirksamkeit durch externe Wärmeaustauscher vermindert.
Eine Kühlmittelpumpe beeinträchtigt die Zuverlässigkeit einer solchen Anlage.
Neben einer Kühlung kann es unter bestimmten Betri -Vbsbedingungen
auch notwendig sein, eine Erwärmung der Akkumulatorenbatterie vorzusehen, beispielsweise dann, wenn der Batterie
bei tiefen Außentemperaturen hohe Ströme entnommen werden sollen.
-3-
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Kühlung oder Erwärmung von aus Einzelzellen bestehenden Akkumulatorenbatterien
zu entwickeln. Diese Vorrichtung soll einfach, zuverlässig und wenig aufwendig sein, da'uei aber unter
allen Betriebsbedingungen eine ausreichende Kühlung bzw. Erwärmung gewährleisten.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß Wärmeleitbleche
zwischen den Einzelzellen angeordnet sind.
Die Wärmeleitbleche ragen über die Akkumulatorenbatterie hinaus und sind in ihrem oberen Bereich so gestaltet, daß
ein guter Abtransport der Wärme ermöglicht wird.
Beispielsweise können die Wärmeleitbleche in ihrem über die Zellen ragenden Bereich durch einen Luftstrom gekühlt werden,
welcher in Fahrzeugen durch den Fahrtwind aufrechterhalten wird.. Für die Luftkühlung ist es vorteilhaft, die
Wärmeleitbleche in ihrem oberen Bereich als in den Luftstrom weisende Fahnen auszubilden. Auch eine Flüssigkeitskühlung
ist möglich. Zu diesem Zweck kann das Wärmeleitblech in seinem oberen Bereich in Längsrichtung mit einem Kühlrohr
versehen sein.
Die Neuerung ist anhand der Figur an einem Beispiel mit kornbinierter
Luft- und Flüssigkeitskühlung erläutert. Zwischen
sden Einzelzellen 1 sind die Wärmeleitbleche 2 und 4· angeordnet.
In seinem oberen Bereich ist das Wärmeleitblech 2 zu Kühlfahnen 3 ausgebildet. Der Luftstrom sollte in dieser
Ausführungsform senkrecht zum Wärmeleitblech 2 und parallel zu den Fahnen 3 geführt werden. Für die Flüssigkeitskühlung
ist das Wärmeleitblech 4· mit einem Kühlrohr 5 versehen.
Die Öffnungen des Kühlrohres 5 lassen sich an einen Kühlmittelkreislauf anschließen. Mit 6 und 7 sind zwei mögliche
Ausführungsformen der Polverbindungen bezeichnet.
Der Wärmetransport erfolgt aus den Einzelzellen durch die Zellenwände in die Wärmeleitbleche hinein. Die Temperaturverteilung
im Elektrolyten ist so, daß im oberen Bereich die höheren Temperaturen herrschen. Dadurch ist die thermi-
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sehe Belastung der einzelnen Elektrodenplatten unterschiedlich
und auch die Wärmekapazität des Elektrolyten wird ungleichmäßig ausgenutzt. Die Wärmeleitbleche sorgen auch für
eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Elektrolyten und somit für eine bessere Ausnutzung seiner Wärmekapazität.
Bei der Auswahl der Materialien für die Wärmeleitbleche ist auf ein möglichst geringes Gewicht der Kühlelemente zu achten.
Aus diesem Grunde sind besonders gut rietalle geeignet, bei denen das Verhältnis von Wärmeleitfähigkeit zu ihrem
spezifischen Gewicht besonders groß ist. Bekanntlich ist bei Metallen der elektronische Anteil der Wärmeleitfähigkeit der
elektrischen Leitfähigkeit direkt proportional. Deshalb sind elektrisch gut leitende Materialien besonders geeignet. Aus
den genannten Gründen sollten vorzugsweise Aluminium und Kupfer, welches zum Korrosionsschutz mit Silber überzogen
ist, verwendet werden. Zum Korrosionsschutz ist weiterhin ein Überzug mit den Elementen Tantal, Niob, Blei oder Kunststoffen
wie Polyäthylen und Polypropylen geeignet.
Die Wärmeleitbleche können mit den Zellen einen flächenhaft vollständigen Kontakt bilden. Es ist auch möglich, Wärmeleitbleche
mit einem gewellten Querschnitt zu verwenden. So ist es möglich, auch im Bereich der Zellenwände durch Konvektion
oder mit einem zusätzlichen Gebläse zu kühlen.
\fm eine besonders gute Kühlleistung zu erzielen, können die
Kühlbleche zwischen den Einzelzellen als flache Verdampfer ausgebildet sein. In diesen Verdampfern befindet sich eine
Flüssigkeit, welche bei einer Temperatur unterhalb der höchstzulässigen Betriebstemperatur siedet. So wird die hohe Verdampfungswärme
den Akkumulatoren entzogen. Über ein hermetisch verschlossenes Rohrsystem ist der Verdampfer mit einem
Kondensator verbunden. Dieser wird beispielsweise im Fahrtwind gekühlt, wodurch die Kondensationswärme abgeführt
wird. Ein Kühlsystem dieser Art ist besonders wirksam und äußerst zuverlässig, da es keine beweglichen Teile besitzt.
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Selbstverständlich ist auch möglich, die neuerungsgemäße Vorrichtung, beispielsweise im Zusammenwirken mit einem
Heißluftgebläs^, zur Heizung des Akkumulators zu verwenden,
um eine erforderliche Betriebstemperatur einzustellen.
Eine neuerungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch Einfachheit und große Zuverlässigkeit aus.
- Schutzansprüche -
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Claims (7)
1) Vorrichtung zur Kühlung oder Erwärmung einer aus Einzelzellen bestehenden Akkumulatorenbatterie, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeleitbleche (2,4) zwischen den
Einzelzellen (1) angeordnet sind.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . die Wärmeleitbleche (2,4) über die Einzelzellen hinausragen und in diesem Bereich die Wärme mit Kühlmitteln
abführbar ist.
3) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbleche in ihrem über die Zellen hinausragenden Bereich als Kühlfahnen (3) ausgebildet sind.
4) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbleche in ihren über die Zellen hinausragenden Bereichen mit Kühlrohren (5) versehen sind.
5) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbleche als Verdampfer ausgebildet sind, welche über ein hermetisch dichtes Rohrsystem mit einem Kondensator gekoppelt sind.
6) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbleche und Kühlflächen aus
Aluminium bestehen.
7) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitbleche und Kühlflächen aus versilbertem Kupfer bestehen.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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DE7439582*[U DE7439582U (de) | 1974-11-28 | 1974-11-28 | Vorrichtung zui Kühlung oder Erwärmung einer aus Einzelzellen bestehenden Akkumulatorenbatterie |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE7439582U true DE7439582U (de) | 1975-04-10 |
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ID=6647639
Family Applications (1)
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DE7439582*[U Expired DE7439582U (de) | 1974-11-28 | 1974-11-28 | Vorrichtung zui Kühlung oder Erwärmung einer aus Einzelzellen bestehenden Akkumulatorenbatterie |
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