DE1194932B

DE1194932B - Batterie-Thermostat

Info

Publication number: DE1194932B
Application number: DEP20075A
Authority: DE
Inventors: Fritz W Post
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-12-12
Filing date: 1956-12-12
Publication date: 1965-06-16

Description

Batterie-Thermostat Die Erfindung betrifft einen Thermostaten, durch welchen der durch niedere Temperaturen bedingte Leistungsabfall von Sekundärbatterien, insbesondere Fahrzeugbatterien, vermieden werden soll.
Sie geht aus von bekannten Vorschlägen, nach denen die Batterien beheizt oder in isolierende Gehäuse gesetzt werden sollen. Diese bekannten Vorschlage sind jedoch bei Fahrzeugsammlern aus verschiedenen= Gründen, insbesondere aber wegen ungenügender Betriebsökonomie kaum realisierbar.
Die Erfindung bezweckt die ständige, selbsttätige Aufrechterhaltung gleichmäßiger Temperaturen in den Batterien, vorzugsweise Fahrzeugbatterien, durch allseitig geschlossene, gegen Wärmeverluste isolierende Gehäuse, die aus kunststoffbeschichteten Glasfasern und Metallfolien bestehen und beheizt werden.
Nach der Erfindung sind innerhalb der einzelnen Batteriezellen besondere, mit radioaktiven Stoffen, z. B. Abfallprodukten von Atomreaktoren, gefüllte Heizkörper angeordnet und eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen, die in an sich bekannter Art aus einer in den Wandungen des Gehäuses (1) befindlichen, besonderen Zwischenschicht (14) besteht, deren Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Durch diese Anordnungen werden die thermischen Verluste des Batterieinneren auf ein Minimum reduziert und die in längerer Zeit dennoch auftretenden Restverluste in selbsttätiger Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse ökonomisch tragbar aus- oder geringfügig überkompensiert. Die für die Restkompensation erforderliche, elektrische Energiemenge ist hierbei derart gering, daß sie auch bei starkem Frost für längere Zeit von der Batterie selbst aufgebracht werden kann. Sehr wesentlich ist hierbei, daß solcherart wohltemperierte Batterien neben der erheblich größeren Startfreudigkeit auch in der Lage sind, sofort nach der Inbetriebnahme des Fahrzeuges die volle Ladeleistung der Lichtmaschine aufzunehmen und somit viel schneller an Kapazität zu gewinnen als unterkühlte Batterien, die hierzu erst nach relativ langsam verlaufender Erwärmung fähig sind. Auf diese Weise werden Kompensationsenergien, die in längeren Stillstandszeiten bei Frost den Batterien entnommen wurden, schnell aus Ladeleistungen ergänzt, die sonst wegen der durch Kälte verminderten Aufnahmekapazität der Batterien verlorengingen.
Gegen die Verwendung nur noch äußerst gering strahlender - radioaktiver Abfallprodukte dürften wegen ihrer Bleipanzerung und Anordnung inmitten von Bleiplatten, in den mit Rücksicht auf agressive Elektrolyten ohnehin hermetisch verschlossenen Batterien selbst bei hohen Sicherheitsforderungen kaum Einwände bestehen. Andererseits wäre damit der sonst recht lästige Atommüll durch größtmögliche Partikularisierung und Dezentralisation entschärft und sogar noch nutzbar verwendet.
Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung. Danach sind das Thermostatgehäuse 1 und Haube 2 aus mehreren Schichten 6 bis 14 aufgebaut. Die Schichten 6 und 7 sind mechanisch feste, glasfaserverstärkte Kunstharze, die - soweit nicht von Natur immun gegen aggressive Säuren oder Laugen - noch beschichtet sind. Die Schichten 8 bis 10 hingegen bestehen aus Hartschaum, z. B. auf Polystyrolbasis, und dienen der thermischen Isolation. Unter Einfügung mehrerer Schichten dünner Metallfolien 11 bis 13 erreicht derart das Gehäuse 1 trotz relativ geringer Wandstärken erhebliche, thermische Isolierwerte. Temperaturdurchgriff, Konvektion und Strahlungsdurchgang sind durch den besonderen Aufbau auf ein Minimum reduziert.
Naturgemäß unvermeidbare, nach längerer Zeit dennoch auftretende Restverluste sollen nach der Erfindung in ökonomischer Weise entsprechend aus-oder geringfügig überkompensiert werden. Diesem Zweck dient die besondere, zwischen Schichten 7 und 10- eingefügte Zwischenschicht 14. Sie ist durch geeignete Füllstoffe, z. B. Carbonide, Metallpulver, Oxyde oder ähnlich bekannte Stoffe derart halbleitend präpariert, daß ihre Widerstandscharakteristik positiv verläuft. Das heißt also, daß ihr Widerstand sich in Abhängigkeit vom Außentemperaturdurchgriff selbsttätig ändert und der durch sie fließende Strom bei fallenden Außentemperaturen entsprechend größer, bei steigenden Temperaturen hingegen kleiner wird. Diese Regelanordnung soll durch an sich bekannte Thermoschalter oder Kontaktthermometer derart ergänzt werden, daß die Kompensation nach Erfordernis jeweils selbsttätig Sin- oder gänzlich abgeschaltet wird. Durch diese Maßnahmen bleibt der Energiebedarf entsprechend gering und kann selbst längere Zeit der Batterie selbst entnommen werden. Nach der Erfindung sollen in die einzelnen Batteriezellen jeweils besondere Heizkörper eingesetzt werden, die in metallisch dichter Umhüllung radioaktive Abfall- oder Zerfallprodukte enthalten und längere Zeit bestimmte Wärmemengen abgeben.
Diese Heizkörper können z. B. in Form von Plattenkörpern mit möglichst großer Oberfläche inmitten der sonstigen Platten der Batterien angeordnet werden und derart den Elektrolyten temperieren. Die erfindungsgemäße Kombination beider Kompensationsmethoden ist sehr vorteilhaft, da die Plattenheizkörper den Innentemperaturpegel allgemein anheben, während die besondere Zwischenschicht 14 den selbsttätigen Ausgleich bei extrem niedrigen Außentemperaturen bewirkt.
Um einen Druckanstieg im sonst völlig dichten Thermostatgehäuse 1 zu vermeiden und notwendigen Gasaustausch zu ermöglichen, ohne thermische Verluste hinnehmen zu müssen, sind nach der Erfindung besondere Filter 3 vorgesehen, welche in die verlängerten Verschlußstopfen 4 der einzelnen Batteriezellen eingefügt sind. Durch ihre besondere Form dienen diese Stopfen 4 zugleich der Befestigung der Haube 2 auf dem Thermostatgehäuse. Die Dichtung 16 sorgt hierbei für gute Passung und hermetischen Abschluß. Der obere, innere Teil 5 des Thermostatgehäuses 1, in dem sich auch die Batteriepole 17 und Anschlußklemmen befinden, bleibt frei von agressiven Dämpfen und Gasen und verbessert durch die dort eingeschlossene Luft die thermische Isolation nach oben. Ein Teil der vorgeschlagenen Einrichtungen soll in diesem Raum 5 in Haube 2 angeordnet und mit dieser - z. B. in der wärmeren Jahreszeit -abgenommen werden.
Zur Verringerung thermischer Verluste längs der stets recht starken Anlasserleitung kann nach der Erfindung das obligatorische Anlaßrelais unmittelbar im oder am Thermostatgehäuse angeordnet werden, wodurch nur beim Starten eine Verbindung starken, metallischen Querschnittes nach außen besteht, sonst jedoch nur der geringe Querschnitt für den Normalbedarf.

Claims

Patentansprüche: 1. Thermostat zur ständigen, selbsttätigen Aufrechterhaltung gleichmäßiger Temperaturen in Sekundärbatterien, vorzugsweise Fahrzeugbatterien, aus allseitig geschlossenen, gegen Wärmeverluste isolierten Gehäusen, die aus Kunststoffschichten, Glasfasern und Metallfolien bestehen und beheizt werden, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß innerhalb der einzelnen Batteriezellen besondere, mit radioaktiven Stoffen, z. B. Abfallprodukten von Atomreaktoren, gefüllte Heizkörper angeordnet sind und eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen ist, die in an sich bekannter Art aus einer in den Wandungen des Gehäuses (1) befindlichen besonderen Zwischenschicht (14) besteht, deren Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt.
2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Schichten aus Kunststoffschaum, z. B. auf Polystyrolbasis und glasfaserverstärkten Kunstharzen auf Polyester-oder Phenolharzbasis, die zusätzlich beschichtet sein können, aufgebaut ist und die Batterieteile allseitig umschließt.
3. Thermostat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhr der Widerstandsheizung in an sich bekannter Weise durch Thermoschalter oder Kontaktthermometer geregelt wird.
4. Thermostat nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß wärmeisolierende Durchlässe im Gehäuse vorgesehen sind, die den Gasaustausch erlauben.
5. Thermostat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdurchlässigen Verschlußstopfen (4) wärmeisolierend ausgeführt sind und die Haube (2) des Thermostatgehäuses (1) halten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr.118 666, 647 003; deutsche Patentanmeldungen P 1052 VI b/21 b (bekanntgemacht am 30.7.1953), W 3304 VI b/21 b) (bekanntgemacht am 29.11.1951); USA.- Patentschriften Nr. 2 626 971, 2 707 721.