DE10005710A1 - Vehicle battery device has heating device operated from battery for bringing latter to required operating temperature - Google Patents

Vehicle battery device has heating device operated from battery for bringing latter to required operating temperature

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Abstract

The battery device has a heating device associated with the battery and supplied with operating current by the latter, for bringing the battery to a required operating temperature. The residual heat from the engine cooling circuit can be supplied to a heating system enclosing the vehicle battery after the engine is switched off. An independent claim for an operating method for a vehicle battery is also included.

Description

Gattung des AnmeldegegenstandesGenre of the object of registration

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeugbatterien und 2 Verfahren zu deren Betrieb.The invention relates to motor vehicle batteries and 2 procedures for their operation.

Angaben zur GattungInformation on the genus

Diese Verfahren erhöhen die Betriebstemperatur der Batterie und dadurch die Kapazität. Diese wird bei kalter Witterung erheblich verbessert. These procedures raise the operating temperature of the Battery and thereby the capacity. This will get colder Weather significantly improved.  

Stand der Technik mit FundstellenState of the art with sites

Der Markt bietet für Kraftfahrzeuge Zusatzheizungen an, die zum Abtauen der Frontscheiben und des Innenraums im allgemeinen dienen. Bei wassergekühlten Motoren führt der Wasserumlauf zur Erwärmung des Motorblocks - und somit zur Verschleißminderung bei "eiskaltem" Start.The market offers auxiliary heaters for motor vehicles, for defrosting the front windows and the interior in the general serve. For water-cooled engines the water circulation for heating the engine block - and thus to reduce wear on an "ice-cold" start.

Die Batterie befindet sich ungeachtet kalter Witter­ ungseinflüsse im, von unten offenem und ungeschütztem, Motrorraum.The battery is regardless of cold weather influences in the, open from below and unprotected, Engine room.

Die Batterie befindet sich unter den Vorder- oder Rücksitzen, aber auf dem dünnen, kälteleitendem Boden­ blech. (In unmittelbarer Nähe von Bodenfrost, Eis und Schnee.)The battery is under the front or Sitting back, but on the thin, cold-conducting floor sheet. (In the immediate vicinity of ground frost, ice and Snow.)

Beim Porsche 911 befindet sich die Batterie im Koffer­ raum. (vorne)The battery is in the case of the Porsche 911 room. (front)

Dem Anmelder sind im hiesigen Bereich keine Batterien bekannt, die besonders gegen Kälte geschützt sind - sie werden so eingebaut, wie sie vom Hersteller für Sommer­ fahrzeuge auf den Markt angeboten werden. The applicant has no batteries in the local area known who are particularly protected against the cold - they are installed as they are from the manufacturer for summer vehicles are offered on the market.  

Kritik des Standes der TechnikCritique of the state of the art

Die Batteriehersteller versuchen seit Jahren, die Kalt­ startkraft zu verbessern. Die Firma VARTA "löst" dieses Problem in Form einer Mobilitätsgarantie:
The battery manufacturers have been trying to improve their cold starting power for years. VARTA "solves" this problem in the form of a mobility guarantee:

  • 1. Starthilfe1. Jump start
  • 2. 30 km Abschleppdienst2. 30 km towing service
  • 3. bis zu 50,- DM fürs Taxi.3. up to 50, - DM for the taxi.

Diese Garantie gewährt VARTA aber nur während 2 Jahre ab Kaufdatum; in aller Regel also bei einer intakten Batterie.VARTA only grants this guarantee for 2 years from the date of purchase; usually with an intact one Battery.

Wegen mangelnder Isolation der Batterie gegen Kälte verliert sie während kalter Jahreszeiten in neuem Zustand schon so viel Kapazität, daß häufig ein Startvorgang nicht gewährleistet ist.Due to insufficient insulation of the battery against cold loses them anew during cold seasons Condition already so much capacity that often one Starting process is not guaranteed.

Die Zusatzheizungen beziehen ihre Antriebsenergie durch die Batterie. Zahlreiche Fahrzeuge werden nachgerüstet. Die Lichtmaschine und die serienmäßig installierte Batterie korrespondieren nicht mit dem "großen" Stromverbraucher; eine zusätzliche Batterie verursacht höhere Kosten, Raumbedarf und Kabelverlegungen mit Relais. The additional heaters draw their drive energy from the battery. Numerous vehicles are being retrofitted. The alternator and the standard installed Batteries do not correspond to the "big" Electricity consumers; caused an additional battery higher costs, space requirements and cable laying Relay.  

Kritik des Standes der TechnikCritique of the state of the art

Zusatzheizungen unterliegen einer ganz besonderen Problematik:
Je kälter die Witterung, desto größer besteht der Anspruch an sie. Die damit verbundene Kapazitätsausbeutung der Batterie führt zu einem hervorragend aufgewärmten Innenraum und wohl auch Motorblock, andererseits aber zu einer solchen Kapazitätsmini­ mierung, daß eine erfolgreiche Anlasserbetätigung häufig nicht mehr erfolgen kann.Additional heaters are subject to a very special problem:
The colder the weather, the greater the demands on them. The associated capacity exploitation of the battery leads to an excellently warmed up interior and probably engine block, but on the other hand to such capacity minimization that a successful starter actuation can often no longer take place.

Andererseits führt eine nur kurze Ingangsetzung der Zusatz­ heizung zu einem so unbefriedigendem Ergebnis, daß der Kunde den Kauf einer solchen Zusatzausgabe rasch bedauert und es seiner Umwelt mitteilt.On the other hand, the addition only leads to a short start heating to such an unsatisfactory result that the customer Buying such an additional edition quickly regrets it Environment.

Die an und für sich gute Idee einer Zusatzheizung verliert somit ihre Wirksamkeit.The idea of additional heating, which is good in and of itself, therefore loses their effectiveness.

In Skandinavien bedient man sich deshalb zusätzlichen Wechselstroms, um die Probleme der hier üblichen batteriebe­ triebenen Zusatzheizungen zu begegnen.In Scandinavia, therefore, additional ones are used AC to the problems of the usual battery counter driven additional heaters.

Der Nachteil dieser Heizungen besteht in dem Anfahren be­ stimmter Steckdosen, denen man den Wechselstrom oder auch höher­ spannigen Gleichstrom entnehmen muß.The disadvantage of these heaters is the start-up tuned outlets that you can use the alternating current or higher must take exciting DC current.

Es liegt daher auf der Hand, diese durch eine "mobilere" Zusatzheizung hiesiger Bauart zu optimieren. It is therefore obvious to use a "more mobile" To optimize additional heating of the local type.  

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
The invention is based on the object

  • 1. die Kapazität einer Batterie nicht nur während der kalten Witterung durch eine Zusatzheizung zu minimieren, sondern im Gegenteil: sie zu erhöhen, indem der Batterie Wärme zugeführt wird.
    Durch diese "Primärwärme", zugeführt durch eine Zusatzheizung, wird erst eine ausreichende "Sekundärwärme" für den Motor und den behaglichen Fahrgastraum über die jezt unbedenklich zu betreibende Zusatzheizung erzielt.    1. Not only to minimize the capacity of a battery during the cold weather with an additional heater, but on the contrary: to increase it by adding heat to the battery.
    This "primary heat", supplied by an additional heater, only provides sufficient "secondary heat" for the engine and the comfortable passenger compartment via the additional heater, which can now be operated safely.
  • 2. Die Zuweisung von "Primärwärme" zu minimieren.2. To minimize the allocation of "primary heat".
Lösungsolution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Batterie eine durch die Batterie selbst betreibbare Heizein­ richtung zugeordnet ist und diese Batterie durch Thermotechniken energiesparende Erwärmung ermöglicht. This object is achieved in that the Battery a heater that can be operated by the battery itself Direction is assigned and this battery by thermal technology enables energy-saving heating.  

Erzielbare VorteileAchievable advantages

Die Batterie wird so ausgestaltet, daß der Wirkungsgrad durch 3 grundlegende - erfindungsgemäß bestimmte Lösungen, erhöht wird:
die Primärwärme,
die sich aufteilt, in:
The battery is designed in such a way that the efficiency is increased by 3 basic solutions, determined according to the invention:
the primary heat,
which is divided into:

  • 1. optimierte Wärmedämmung1. optimized thermal insulation
  • 2. Rückflußwärme2. heat of reflux
  • 3. Zuführung mechanisch erzeugter Wärme durch eine Heizeinrichtung.3. Supply of mechanically generated heat through a Heating device.

Mit Hilfe dieser "Primärwärme" wird die Betriebstemperatur der Batterie erhöht. Hierdurch wird ihre Kapazität, die im kalten Zustand ja beträchtlich abfällt, deutlich verbessert. Sobald die Batterie eine bestimmte Temperatur und damit eine gewünschte Sollkapazität erreicht hat, wird die Zusatzheizung für die Batterie über einen Thermostaten oder dergleichen abgeschaltet und die Batterie in herkömmlicher Weise betrieben.With the help of this "primary heat" the operating temperature of the Battery increased. This will make their capacity cold Condition drops considerably, significantly improved. As soon as the battery reaches a certain temperature and therefore a has reached the desired target capacity, the additional heating for the battery via a thermostat or the like turned off and the battery operated in a conventional manner.

Von nun ab kann die "Sekundärwärme", also die Wärme für Fahrgastraum und den Motor, in Abhängigkeit zur Kapazität bei normaler Temperatur (20 Grad), erzeugt werden.From now on, the "secondary heat", ie the heat for Passenger compartment and the engine, depending on the capacity at normal temperature (20 degrees).

Bezüglich des spezifischen Kraftfahrzeugs ist es möglich, elektronische Steuerungen in Abhängigkeit zur Startwilligkeit zu entwickeln; Ausgangspunkte sind Entladeart und Elektrolyt­ temperatur: bei +27°C und Dauerentladung ergibt sich eine 100%-ige Kapazität (K 20); bei Hochstromentladung und -18°C hingegen nur noch eine Kapazität von 18%. Regarding the specific motor vehicle, it is possible electronic controls depending on the willingness to start develop; The starting points are the type of discharge and electrolyte temperature: at + 27 ° C and continuous discharge there is a 100% capacity (K 20); with high current discharge and -18 ° C however, only a capacity of 18%.  

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

Um die Zuführung mechanischer Wärme für die Batterie redu­ zieren zu können, wird die Batterie selbst, zur ihrer Umgebung hin, wärmeisoliert.In order to supply mechanical heat for the battery redu To be able to decorate, the battery itself becomes its surroundings back, heat insulated.

Da aber sowohl die Rückflußwärme als auch die Zuführung mechanisch erzeugter Wärme durch eine Heizeinrichtung nur dann an der Batterie voll wirksam werden können, wenn diese Wärme­ isolierung nicht überwunden werden muß, sind die Vorrichtungen für Rückfluß- und mechanisch erzeugter Wärme zwischen der Batterie selbst und der Wärmedämmung vorzunehmen.But since both the reflux heat and the feed mechanically generated heat by a heater only then on the battery can take full effect when this heat Isolation does not have to be overcome, are the devices for reflux and mechanically generated heat between the The battery itself and the thermal insulation.

Eine aufwendigere Konstruktion isoliert freilich die Batterie selbst auch zu den sie umgebenden Wärmeeinrichtungen, um diese dann bei Bedarf (Wärmeabstrahlung) zu umgehen.A more complex construction isolates the battery, of course even to the heating devices around them then bypass if necessary (heat radiation).

Eine sich aufzwingende Möglichkeit, die Batterie "aufzuwärmen", wäre das "Umspülen" der Batterie mit einer anfänglich reduzierten, den Kreislauf von allen Richtungen füllenden Flüssigkeit in einem doppelwandigen Topf oder in Heiz­ schlangen. "Gestellt" würde die Batterie auf eine wasserdurchflossene "Heizplatte.An imperative way to "warm up" the battery, would be "rinsing" the battery with one initially reduced, filling the circuit from all directions Liquid in a double-walled pot or in heating snakes. The battery would be "put" on a water-infused "heating plate.

Claims (3)

1. Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentlichen Batterie eine über die Batterie selbst betreibbare Heizanordnung zugeordnet wird.1. Battery arrangement for a motor vehicle, characterized in that the actual battery is assigned a heating arrangement which can be operated via the battery itself. 2. Verfahren zum Betrieb einer Kraftfahrzeug-Batterie, insbesondere in Verbindung mit einer Standheizung, dadurch gekennzeichnet, daß vor Betrieb der Standheizung, die Batterie mittels einer gesonderten Heizanordnung auf eine Solltemperatur bzw. Sollkapazität aufgeheizt, dann die Heizordnung abgeschaltet und die Batterie zum Betrieb der Standheizung herangezogen wird.2. Method for operating a motor vehicle battery, in particular in connection with an auxiliary heater, thereby characterized that before operating the auxiliary heater, the battery by means of a separate heating arrangement to a target temperature or nominal capacity heated, then the heating system switched off and the battery is used to operate the auxiliary heater. 3. Verfahren zum Betrieb einer Kraftfahrzeug-Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß nach außerkraftsetzen des Kraftfahrzeugs die Restwärme des Motorkühlkreislaufes in einem, die Batterie um­ fassenden Heizsystem, längerfristig gespeichert und durch elek­ tronische Regelungen von dem wieder erkaltenden Motorkühlkreis­ laufsystem separiert wird.3. Method for operating a motor vehicle battery, thereby characterized in that after overriding the motor vehicle Residual heat of the engine cooling circuit in one, the battery around heating system, stored for a long time and by elec tronic regulations of the cooling engine cooling circuit running system is separated.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2414569A (en) * 2004-05-26 2005-11-30 Ford Global Tech Llc A vehicle battery heater control method and system

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