DE202010006683U1 - Heizstruktur, Heizvorrichtung und Hilfsmodul für Batterie - Google Patents

Heizstruktur, Heizvorrichtung und Hilfsmodul für Batterie Download PDF

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Abstract

Heizstruktur für Batterie, die zur Verbindung mit einer Batterie (2) dient, umfassend
ein Wärmeleitelement (11), das mindestens eine Wärmeaufnahmezone (111) und mindestens eine Wärmeabgabezone (112) aufweist, wobei die Wärmeabgabezone (112) der Batterie (2) zugewandt ist, und
ein Heizelement (12), das an einer Seite mindestens eine erste Heizzone (121) aufweist, die der Wärmeaufnahmezone (111) zugewandt ist und diese erhitzt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Heizstruktur, eine Heizvorrichtung und ein Hilfsmodul für Batterie, die die Batterie in der Arbeitstemperatur halten können.
  • Stand der Technik
  • Wenn die Stromversorgung durch den Netzstrom nicht möglich ist, wird eine Batterie verwendet, insbesondere für Fahrzeug, Lampe, Elektrowerkzeug, elektronisches Gerät, Kommunikationsprodukt oder Wärmeaustauscher. Die Batterie kann in einer niedrigen Temperatur (ca. –20°C bis –30°C) keinen Strom versorgen, wie z. B. in den kalten Ländern oder Arbeitsplätzen. Daher muß die Batterie erhitzt werden, um die Batterie in der Arbeitstemperatur zu halten.
  • Bei der Entladung kann die Temperatur der Batterie steigen. Wenn die Temperatur der Batterie höher ist als die Arbeitstemperatur, wird der Wirkungsgrad der Stromversorgung und die Lebensdauer der Batterie reduziert, so dass die Batterie gekühlt werden muß. Daher muß die Batterie in der Arbeitstemperatur gehalten werden, um eine normale Stromversorgung durch die Batterie zu gewährleisten.
  • Wenn die Batterie wirksam gekühlt oder erhitzt werden, kann eine Stromsparung erreicht werden.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizstruktur für Batterie zu schaffen, die die Batterie auf die Arbeitstemperatur erhitzen kann.
  • Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung für Batterie zu schaffen, die eine Wärmeisolierwirkung für die Batterie erreichen kann.
  • Der Erfindung liegt eine nochmals weitere Aufgabe zugrunde, ein Hilfsmodul für Batterie zu schaffen, das die Batterie auf die Arbeitstemperatur erhitzen, eine Wärmeisolierwirkung für die Batterie erreichen und die Batterie kühlen kann.
  • Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Heizstruktur, Heizvorrichtung und Hilfsmodul für Batterie gelöst, wobei die Heizstruktur für Batterie zur Verbindung mit einer Batterie dient und ein Wärmeleitelement und ein Heizelement umfaßt, wobei das Wärmeleitelement mindestens eine Wärmeaufnahmezone und mindestens eine Wärmeabgabezone aufweist, wobei die Wärmeabgabezone der Batterie zugewandt ist, und wobei das Heizelement an einer Seite mindestens eine erste Heizzone aufweist, die der Wärmeaufnahmezone zugewandt ist und diese erhitzt; die Heizvorrichtung noch einen Isolierbereich umfaßt, der sich an der der Batterie abgewandten Seite des Wärmeleitelements befindet und eine Wärmeisolierwirkung erreichen kann; und das Hilfsmodul noch ein Kühlrohr umfaßt, das eine Kühlwirkung erreichen kann. Dadurch kann die Batterie in der Arbeitstemperatur gehalten werden, so dass der Wirkungsgrad der Stromversorung der Batterie erhöht und die Lebensdauer der Batterie verlängert wird.
  • Daher weist die Erfindung folgende Vorteile auf:
    • 1. Verlängerung der Lebensdauer der Batterie,
    • 2. Erhöhung des Wirkungsgrads der Stromversorgung der Batterie,
    • 3. Energiesparung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 eine Explosionsdarstellung der Heizstruktur der Erfindung,
  • 2 eine perspektivische Darstellung der Heizstruktur der Erfindung,
  • 3 eine Explosionsdarstellung der Heizvorrichtung der Erfindung,
  • 4 eine perspektivische Darstellung der Heizvorrichtung der Erfindung,
  • 5 eine Explosionsdarstellung des Hilfsmoduls der Erfindung,
  • 6 eine perspektivische Darstellung des Hilfsmoduls der Erfindung,
  • 7 eine Schnittdarstellung des Hilfsmoduls der Erfindung,
  • 8 eine weitere perspektivische Darstellung des Hilfsmoduls der Erfindung.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, dient die erfindungsgemäße Heizstruktur 1 zur Verbindung mit einer Batterie 2 und umfaßt ein Wärmeleitelement 11 und ein Heizelement 12.
  • Das Wärmeleitelement 11 weist mindestens eine Wärmeaufnahmezone 111 und mindestens eine Wärmeabgabezone 112 auf, wobei die Wärmeabgabezone 112 der Batterie 2 zugewandt ist und an der Batterie 2 anliegt.
  • Das Wärmeleitelement 11 kann durch ein Vapor Chamber und/oder ein Metall (wie Kupfer oder Aluminium) gebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Wärmeleitelement 11 durch ein Vapor Chamber gebildet. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
  • Das Heizelement 12 weist an einer Seite mindestens eine erste Heizzone 121, die der Wärmeaufnahmezone 111 zugewandt ist und diese erhitzt, und an einer anderen Seite eine zweite Heizzone 122 auf, die der Batterie 2 zugewandt ist und die Batterie 2 erhitzt.
  • Das Heizelement 12 kann durch einen Wärmewiderstand und/oder einen Quarzheizer und/oder einen PTC-Widerstand gebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Heizelement 12 durch einen Wärmewiderstand gebildet. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
  • Wenn die Temperatur der Batterie 2 niedriger ist als die Arbeitstemperatur, kann die Heizstruktur 1 durch das Heizelement 12 gleichzeitig die Batterie 2 und das Wärmeleitelement 11 erhitzen, wobei das Wärmeleitelement 11 die Wärme aus dem Heizelement 12 gleichmäßig auf die Batterie 2 leiten kann, damit die Temperatur der Batterie 2 auf die Arbeitstemperatur steigt, um der Wirkungsgrad der Stromversorgung der Batterie 2 zu erhöhen.
  • Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, dient die erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 3 zur Verbindung mit einer Batterie 2 und umfaßt ein Wärmeleitelement 11, ein Heizelement 12 und einen Isolierbereich 13. Das Wärmeleitelement 11 und das Heizelement 12 sind identisch wie bei der Heizstruktur 1 und werden daher nicht mehr detailliert beschrieben. Der Isolierbereich 13 befindet sich an der der Batterie 2 abgewandten Seite des Wärmeleitelements 11 und kann durch einen Hohlraum 131 oder ein Isoliermaterial gebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Isolierbereich 13 durch einen Hohlraum 131 gebildet.
  • Die Heizvorrichtung 3 kann neben der Erhöhung der Batterie 2 auf die Arbeitstemperatur noch eine Wärmeisolierwirkung erreichen. Durch den Isolierbereich 13 kann die Wärme des Heizelements 12 und des Wärmeleitelements 11 von der Umgebung isoliert werden, um die umliegenden Gegenstände vor der Wärme zu schützen.
  • Wie aus den 5, 6, 7 und 8 ersichtlich ist, dient das erfindungsgemäße Hilfsmodul 4 zur Verbindung mit einer Batterie 2 und umfaßt ein Wärmeleitelement 11, ein Heizelement 12, einen Isolierbereich 13 und ein Kühlrohr 14. Das Wärmeleitelement 11 und das Heizelement 12 sind identisch wie bei der Heizstruktur 1 und der Heizvorrichtung 3 und werden daher nicht mehr detailliert beschrieben. Hierbei weist das Wärmeleitelement 11 an einer Seite eine Nut 113 auf, in der das Kühlrohr 14 angeordnet ist, das mindestens eine Eintrittsöffnung 141 und eine Austrittsöffnung 142 besitzt, die mit mindestens einem Rohr 5 verbunden sind.
  • Das Hilfsmodul 4 kann neben der Erhöhung der Batterie 2 auf die Arbeitstemperatur wie bei der Heizstruktur 1 und der Erhöhung der Batterie 2 auf die Arbeitstemperatur und der Wärmeisolierung wie bei der Heizvorrichtung 3 noch eine Kühlwirkung für die Batterie 2 erreichen. Mit der Arbeitszeit steigt die Temperatur der Batterie 2. Wenn die Temperatur der Batterie 2 höher ist als die Arbeitstemperatur, sinkt der Wirkungsgrad der Stromversorgung der Batterie 2 ab. Durch das Kühlrohr 14 des Hilfsmoduls 4 kann die Temperatur der Batterie 2 reduziert werden. Zudem kann das Wärmeleitelement 11 des Hilfsmoduls 4 die Wärme der Batterie 2 gleichmäßig ausbreiten, so dass die Batterie 2 eine gleichmäßige Temperatur hat.

Claims (15)

  1. Heizstruktur für Batterie, die zur Verbindung mit einer Batterie (2) dient, umfassend ein Wärmeleitelement (11), das mindestens eine Wärmeaufnahmezone (111) und mindestens eine Wärmeabgabezone (112) aufweist, wobei die Wärmeabgabezone (112) der Batterie (2) zugewandt ist, und ein Heizelement (12), das an einer Seite mindestens eine erste Heizzone (121) aufweist, die der Wärmeaufnahmezone (111) zugewandt ist und diese erhitzt.
  2. Heizstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (11) durch ein Vapor Chamber oder ein Metall gebildet ist.
  3. Heizstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (12) durch einen Wärmewiderstand oder einen Quarzheizer oder einen PTC-Widerstand gebildet ist.
  4. Heizstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (12) an einer anderen Seite eine zweite Heizzone (122) aufweist, die der Batterie (2) zugewandt ist.
  5. Heizvorrichtung für Batterie, die zur Verbindung mit einer Batterie (2) dient, umfassend ein Wärmeleitelement (11), das mindestens eine Wärmeaufnahmezone (111) und mindestens eine Wärmeabgabezone (112) aufweist, wobei die Wärmeabgabezone (112) der Batterie (2) zugewandt ist, ein Heizelement (12), das an einer Seite mindestens eine erste Heizzone (121) aufweist, die der Wärmeaufnahmezone (111) zugewandt ist und diese erhitzt, und einen Isolierbereich (13), der sich an der der Batterie (2) abgewandten Seite des Wärmeleitelements (11) befindet.
  6. Heizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (11) durch ein Vapor Chamber oder ein Metall gebildet ist.
  7. Heizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (12) durch einen Wärmewiderstand oder einen Quarzheizer oder einen PTC-Widerstand gebildet ist.
  8. Heizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierbereich (13) durch einen Hohlraum (131) oder ein Isoliermaterial gebildet ist.
  9. Heizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (12) an einer anderen Seite eine zweite Heizzone (122) aufweist, die der Batterie (2) zugewandt ist.
  10. Hilfsmodul für Batterie, die zur Verbindung mit einer Batterie (2) dient, umfassend ein Wärmeleitelement (11), das mindestens eine Wärmeaufnahmezone (111) und mindestens eine Wärmeabgabezone (112) aufweist, wobei die Wärmeabgabezone (112) der Batterie (2) zugewandt ist, ein Heizelement (12), das an einer Seite mindestens eine erste Heizzone (121) aufweist, die der Wärmeaufnahmezone (111) zugewandt ist und diese erhitzt, einen Isolierbereich (13), der sich an der der Batterie (2) abgewandten Seite des Wärmeleitelements (11) befindet, und ein Kühlrohr (14).
  11. Hilfsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (11) durch ein Vapor Chamber oder ein Metall gebildet ist.
  12. Hilfsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (12) durch einen Wärmewiderstand oder einen Quarzheizer oder einen PTC-Widerstand gebildet ist.
  13. Hilfsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierbereich (13) durch einen Hohlraum (131) oder ein Isoliermaterial gebildet ist.
  14. Hilfsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (14) mindestens eine Eintrittsöffnung (141) und eine Austrittsöffnung (142) aufweist, die mit mindestens einem Rohr (5) verbunden sind.
  15. Hilfsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (12) an einer anderen Seite eine zweite Heizzone (122) aufweist, die der Batterie (2) zugewandt ist.
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