DE10018456A1

DE10018456A1 - Vorrichtung zum Warmhaltebetrieb von Batterien in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen

Info

Publication number: DE10018456A1
Application number: DE2000118456
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dresler; Fred Otto; Reiner Stolle
Original assignee: ZAF E V ZENTRUM fur ANGEWANDT
Current assignee: ZAF E V ZENTRUM fur ANGEWANDT
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2001-10-25

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, einen maximalen Aktionsradius elektrisch betriebener Fahrzeuge durch größtmögliche Nutzung der Kapazität ihrer Antriebsbatterien zu erreichen und somit einen wirtschaftlichen Betrieb dieser Fahrzeuge zu sichern. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, Antriebsbatterien von Elektrofahrzeugen entsprechend den optimalen Betriebsbedingungen warm zu halten. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird parallel zum netzgebundenen Ladegerät eine Niederspannungsversorgung betrieben. Diese versorgt entsprechend der Anzahl der Batterien in Parallelschluss verbundene Widerstandsheizelemente, die in Anpassung an die Größe der Batterien dimensioniert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für das Warmhalten von Antriebsbatterien elektrisch betriebener Fahrzeuge. Das Anwendungsgebiet der Erfindung umfasst neben batteriegetriebenen Fahrzeuge an sich auch alle motorisch betriebene Fahrzeuge, die von Antrieb mit Verbrennungsmotor in Elektro-Antrieb umgebaut werden können.

Es ist bekannt, dass bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen mit eingebauten Blei-Batterien das Aufladen der Batterien mittels Ladegerät im eingebauten Zustand erfolgt. Durch den degressiven Ladevorgang verringert sich gegen Ende der Ladung der Ladestrom und die eingebauten Batterien nehmen die Umgebungstemperatur an. Die optimale Betriebstemperatur für Batterien für die Abgabe von Strom liegt bei über 25°C.

In Ländern mit gemäßigtem Klima wird aber diese Temperatur seltener erreicht. Je nach Lage der Batterien im Fahrzeug kann während der Fahrt noch eine zusätzliche Abkühlung durch den Fahrtwind einsetzen, die eine weitere Absenkung der Batterietemperatur nach sich zieht. Damit erfolgt eine weitere Verminderung der aktuellen Batteriekapazität, die durch den chemischen Prozess nicht kompensiert werden kann. Damit werden die Batterien im unwirtschaftlichen Bereich betrieben und die maximal mögliche Fahrstrecke nicht erreicht. Nachteilig wirkt sich beim üblichen Laderegime aus, dass die Blei-Batterien die Umgebungstemperatur annehmen, die sehr selten der optimalen Temperatur von 25°C und mehr entspricht.

Ziel der Erfindung ist es, einen maximalen Aktionsradius elektrisch betriebener Fahrzeuge durch größtmögliche Nutzung der Kapazität ihrer Antriebsbatterien zu erreichen und somit einen wirtschaftlichen Betrieb dieser Fahrzeuge zu sichern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, Antriebsbatterien von Elektrofahrzeugen entsprechend den optimalen Betriebsbedingungen warm zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Verwendung der in Anspruch 1 angegebenen Mittel gelöst. Dabei wird parallel zum netzgebundenen Ladegerät eine Niederspannungsversorgung betrieben. Diese versorgt entsprechend der Anzahl der Batterien in Parallelschluss verbundene Widerstandsheizelemente, die in Anpassung an die Größe der Batterien dimensioniert sind.

Die Heizelemente werden an einer Außenseite der Einzelbatterie so angebracht, dass bei Verwendung von mehr als einer Batterie sich jeweils ein Heizelement zwischen zwei Batterien befindet und bei Notwendigkeit auch an der Fläche angebracht werden, die einer Kühlung unterliegt. Es können aber auch bei zwei Batterien auf der sich berührenden Seiten auf jeder Seite ein Heizelement angebracht werden. Die Elemente sind abnehmbar und wiederverwendbar, um handelsübliche Batterien austauschen zu können.

Unabhängig von Ladedauer und -verlauf werden die Batterien durch die Heizelemente auf einer optimalen Betriebstemperatur gehalten, die sich nach dem Batterietyp richten muss und solange mit Wärme beaufschlagt, bis eine Netztrennung erfolgt.

Bei einer Netztrennung kurz vor Fahrtantritt sind die Batterien optimal aufgewärmt und durch die vorhandene Speichermasse auch in Fahrbetrieb nicht so stark abkühlbar, da der Entladeprozess während der Fahrt noch Wärme freisetzt. Unabhängig vom Ladezustand der Batterien kann die Warmhalteeinrichtung für das Vorwärmen der Batterien bei niedrigen Temperaturen genutzt werden.

Die Anwendung der Erfindung zeigt nachfolgend angegebene vorteilhafte Wirkungen: Die Batterien werden bis kurz vor dem Einsatz hinsichtlich Betriebstemperatur und Kapazität optimiert und infolge der gespeicherten Wärme können auch bei niedriger Umgebungstemperatur bessere Fahrleistungen erreicht werden. Eine Erwärmung beim Ladevorgang sichert auch eine verbesserte Speicherung in der Batterie. Da dieser Vorgang im Parallelbetrieb zum Laden mittels Netzteil erfolgt, ist keine Belastung der Batterie vorhanden und es steht bei Nutzungsbeginn eine optimiert geladene Batterie oder Batteriekette zur Verfügung.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Darin zeigt

Fig. 1: Schematische Darstellung der Anordnung der Widerstandsheizelemente und deren elektrischer Anschluß an eine Niederspannungsversorgung

Das in Fig. 1 dargestellte System umfaßt in einem Batteriekasten (7) zusammengefaßte Batterien (3), die mittels Ladestromleitung (5) an das Ladegerät (2) angeschlossen sind.

Gleichzeitig wird mit einer Niederspannungsversorgung (1) über die Zuleitung für Widerstandsheizelemente (6) die zwischen den Batterien (3) angebrachten Widerstandsheizelemente (4) mit Strom zum Zwecke des Heizens versorgt. Der Betrieb erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel parallel zum Ladevorgang und wird nur durch die gleichzeitige Trennung der Netzleitung (8) vom Netz außer Betrieb gesetzt.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1

Niederspannungsversorgung

2

Ladegerät

3

Batterien

4

Widerstandsheizelemente

5

Ladestromleitung

6

Zuleitung Widerstandsheizelemente

7

Batteriekasten

8

Netzleitung

Claims

1. Vorrichtung zum Warmhalten von Batterien in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, gekennzeichnet dadurch, dass mittels eines parallel zu einem netzbetriebenen Ladegerät über eine Niederspannungsversorgung ein außen an einer Batterie und damit wechselbar angebrachtes Widerstandsheizelement die Batterie auf eine festzulegende Betriebstemperatur bringt und diese so bis zur Trennung vom Netz aufrecht erhaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, dass bei einem Einsatz von mehr als einer Batterie das Anbringen des Heizelementes in den jeweiligen Zwischenräumen zwischen den unmittelbar benachbarten Batterien erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, dass bei Batterien, die im Betrieb durch Luftströmung zusätzlich gekühlt werden, an diesen Außenflächen zu deren Erwärmung diese Vorrichtung angebracht wird.

4. Die Vorrichtung nach Anspruch 1., 2. und 3., gekennzeichnet dadurch, dass mittels Parallelbetrieb zur Ladeeinrichtung unabhängig zum Ladezustand der Batterien ein Warmhaltebetrieb durchführbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, dass das Heizelement unlösbar auf der jeweiligen Batterieaußenseite angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, dass das Heizelement lösbar auf die Batterieaußenseite aufgebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6., dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement bei Batteriewechsel wiederverwendbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, dass nur ein Heizelement zwischen zwei Batterien angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2., gekennzeichnet dadurch, dass ein Heizelement auf beide unmittelbar benachbarte Flächen zweier Batterien wirkt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2., gekennzeichnet dadurch, dass je ein Heizelement auf den unmittelbar benachbarten Flächen zweier Batterien angebracht ist.