DE2414758A1 - Verfahren zur abfuehrung der in den einzelnen zellen eines akkumulators entwickelten waerme - Google Patents
Verfahren zur abfuehrung der in den einzelnen zellen eines akkumulators entwickelten waermeInfo
- Publication number
- DE2414758A1 DE2414758A1 DE2414758A DE2414758A DE2414758A1 DE 2414758 A1 DE2414758 A1 DE 2414758A1 DE 2414758 A DE2414758 A DE 2414758A DE 2414758 A DE2414758 A DE 2414758A DE 2414758 A1 DE2414758 A1 DE 2414758A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- battery
- cooling
- heat
- circuit
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
- B60L58/14—Preventing excessive discharging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
- H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Transportation (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
Reg.-Nr. HP J578-DT o2j3 Kelkheim, den 21.3-1974
MP-Ksr/tfar
VARTA Batterie Aktiengesellschaft' 3000 Hannover, Stöckener Str. 351
Verfahren zur Abführung der in den einzelnen Zellen eines Akkumulators entwickelten Wärme
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abführung der in den
einzelnen Zellen eines Akkumulators, insbesondere eines Fahrzeugantriebakkumulators,
entwickelten Wärme mit Hilfe von im Elektrolyten oberhalb der Platten angeordneten Kühlelementen
sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, die insbesondere eine Nutzung der abgeführten Wärme ermöglichen.
Beim Betrieb von Antriebsakkumulatoren, insbesondere solcher für ElektroStraßenfahrzeuge, treten - bezogen auf die Kapazität
der Akkumulatoren - erhebliche Strombelastungen im Fahr- und auch im Ladebetrieb auf. Anfahrströme in Höhe des 1-2 fachen
Kapazitätswertes sind bei modernen Elektrostraßenfahrzeugen keine Seltenheit. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß
aufgrund moderner Halbleiter-Steuerelemente die Strombelastung der Akkumulatoren in weiten Grenzen pulsförmig erfolgt.
Bei pulsförmigen Strömen ist der Effektivwert des Stromes grösser
als der arithmetische Mittelwert. Bei exaktem Gleichstrom sind beide Werte dagegen gleich groß. Bekanntermaßen ist die
Größe des arithmetischen Mittelwertes eines Stromes sowohl ein
Maß für das erzeugte Drehmoment in einem Gleichstrommotor als auch ein Maß für die entnommene Strommenge eines Akkumulators.
Der Effektivwert ist dagegen ausschlaggebend für den größten Teil der Verlustleistung in den Stromleitern, dem Motor und
der Batterie. Wegen der quadratischen Abhängigkeit der Strom-
509843/0406
Wärmeverluste vom Effektivwert des Stromes (I R.) steigen die
Verluste bei Stromentnahme aus der Batterie überproportional an, v/enn anstelle eines reinen Gleichstroms der Batterie pulsförmiger
Strom entnommen wird. Sowohl die hohe Strombelastung von solchen Fahrzeugantriebsbatterien wie auch die pulsförmige
Stromentnahme führen zu erhöhten Verlusten in der Batterie. Hierdurch tritt bei ständigem Betrieb eine übermäßige Erwärmung
der Batterie auf, was letztlich zu Schaden an den Zellen, jedoch zumindest zu einer beachtlichen unerwünschten Einschränkung
des Einsatzes solcher Antriebsbatterien führt.
Antriebsakkumulatoren für Elektrofahrzeuge, insbesondere für
Elektrostraßenfahrzeuge, sind sowohl ihrem Volumen wie auch dem Gewicht nach groß. Darüber hinaus sind sie sehr kompakt gebaut.
Demzufolge reicht die natürliche Wärmeabfuhr über die Oberfläche des Außengehäuses der Batterie nicht aus, bei zulässiger
Maximaltemperatur im Innern der Batterie ein Gleichgewicht zwischen - durch Verluste - erzeugter Wärme und - durch
Oberflächenkühlung - abgeführter Wärme herzustellen. Das gilt insbesondere für vollkommen "gekapselte" Batterien.
Als weiterer Nachteil wurde festgestellt, daß zwischen den inneren
und äußeren Zellen eines Batterieverbandes ein erheblicher Temperatursprung bei längerzeitigem Betrieb entsteht.
Es sind mehrere Verfahren bekannt geworden, eine erzwungene Kühlung
in Batterien durchzuführen. Jedoch gelang es nicht, die vorstehend aufgezeichneten Nachteile gänzlich zu vermeiden.
Die in Akkumulatorenzellen anfallende Verlustwärme entsteht im Inneren der Zellen in den vom Lade- oder Entladestrom durchflossenen
Teilen als weitgehend Joule'sehe Wärme; erst in einem bestimmten
Bereich der Ladung kommt wesentliche Reaktionswärme hinzu. Durch die Stromverteilung in der Zelle ergibt sich eine
bestimmte Verteilung der entstehenden Verluste. Dies führt zu einer Temperaturverteilung derart, daß der obere Teil der Zelle
509843/0406
sehr v/arm wird, der untere dagegen relativ kalt bleibt. Diese Temperaturverteilung wird dadurch unterstützt, daß erwärmter
Elektrolyt innerhalb der Zellen nach oben steigt. Demzufolge hat der Elektro^t oberhalb des Plattensatzes einer Zelle eine
hohe Temperatur und speichert dort wegen seiner hohen spezifischen Wärmekapazität einen großen Teil der in der Zelle vorhandenen
Wärme.
Die Wärmeabführung aus einer Akkumulatorzelle ist dann besonders intensiv, wenn es gelingt, die Wärme unmittelbar durch
Kühlung des Elektrolyten aus den Akkumulatorenzellen abzuführen. Der beste Kühleffekt wird dann erreicht, wenn die Wärme aus dem
oberen Teil des Zellenelektrolyten abgeführt werden kann.
Aus diesem Grunde ist es bereits vorgeschlagen worden, Kühlschlangen
oberhalb der Platten in die Säure einzuhängen. Diese Kühlschlangen bestehen aus einem die Wärme gut leitenden Metall
und werden untereinander durch nicht leitende Rohre verbunden.
Diese Ausführungsform hat jedoch eine ganze Anzahl von Nachteilen.
Insbesondere müssen Metalle zur Verwendung kommen, die dem Angriff des Elektrolyten - im Falle der Blei-Batterie also
Schwefelsäure - widerstehen können. Diese Metalle sind erfahrungsgemäß teuer und schwer. Die Anordnung derartiger Metall-Kühlschlangen
innerhalb der Zellen muß elektrisch isolierend so erfolgen, daß die Gefahr von Elektroden-Kurzschlüssen in allen
Betriebszuständen - bei Fahrzeugantriebs-Batterien auch bei erheblichen
Erschütterungen - mit Sicherheit vermieden werden.
Üblicherweise sind die einzelnen Zellen zur Erzielung einer hohen Gesamtspannung innerhalb einer Batterie elektrisch in Reihe
geschaltet. Dadurch ist gleichzeitig gegeben, daß bei Reihenoder auch Parallelschaltung solcher metallischer Kühlschlangen
der elektrisch hintereinander geschalteten Zellen an ihr eine mit steigender Zellenzahl ansteigende Spannung anliegt. Dies
führt zu Kurzschlußströmen im Kühlkreislauf. Diesen Nachteil
3/0406
ZAU758
kann man nur dadurch umgehen, indem die Kühlschlangen untereinander
durch nicht leitende Rohr oder Schläuche verbunden v/erden. Wird aber als Kühlflüssigkeit ein Kühlmedium mit geringem elektrischen
Widerstand verwendet, fließen dennoch aufgrund der anliegenden Spannung Fehlerströme innerhalb des Kühlmediums. Es
ist daher erforderlich, Kühlflüssigkeiten mit sehr hohen elektrischen spezifischen Widerständen, z.B. also destilliertes Wasser,
zu verwenden. Darüber hinaus muß durch eine geeignte Vorrichtung der elektrische Widerstand des Kühlmediums ständig
kontrolliert werden.
Bei Reihen- oder auch Parallelschal bung der Kühlschlangen der einzelnen Zellen werden bei der Verwendung von üblichen Kühlmedien
mit relativ geringen elektrischen spezifischen Widerständen die anderen aus Metall gefertigten Komponenten im Kühlkreislauf
wie z.B. Pumpen, Ventile und Rückkühler auf ein unbestimmtes elektrisches Potential gebracht. Um eine Gefährdung auszuschließen,
sind zusätzliche Maßnahmen, wie z.B. Berührungsschutz, erforderlich.
Diese beschriebenen Nachteile liegen auch bei einer Ausführungsform gemäß der GB-PS 776 240 vor, bei der die Kühlung durch mit
den Zellenverbindern" in wärmeleitendem Kontakt stehende metallische
Kühlschlangen durchgeführt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu entwickeln, das die Abführung der in den Zellen eines Akkumulators, insbesondere
eines Fahrzeugantriebs-Akkumulators, anfallenden Wärme mit Hilfe von im Elektrolyten" oberhalb der Platten angeordneten
Kühlelementen ermöglicht, das alle oben beschriebenen Nachteile vermeidet und bei dem insbesondere als'Kühlmedium auch solche
Flüssigkeiten verwendet werden können, die normalerweise nur einen geringen elektrischen Widerstand haben.
Gleichzeitig soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
aufgezeigt werden, die es darüber hinaus ermöglicht, die
509843/0406
anfallende Verlustwärme des Akkumulators für die Beheizung von Räumlichkeiten oder Fahrzeuginnenräumen zu verwenden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmittel
potentialfrei durch die Kühlelemente durchgepumpt wird.
Als Kühlmittel wird bevorzugt normales nicht entmineralisiertes Wasser verwendet. Es können aber auch andere Kühlmittel, deren
spezifischer Leitwert etwa gleich groß oder größer als Wasser ist, verwendet werden.
Im folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 12 das erfindungsgemäße
Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen dabei jeweils
eine Akkumulatorenzelle einer Batterie mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, die Figuren 3 und 4 die Prinzipanordnung
der Kühlung mehrerer Akkumulatorenzellen, Figuren 5 und 6 eine größere, komplette Akkumulatorenbatterie mit Kühlvorrichtungen
und die Figuren 7 bis 12 besondere Ausführungsformen des Kühlkreislaufes.
Erfindungsgemäß werden die Kühlelemente 3 so in den einzelnen Akkumulatorenzellen 2 angeordnet, daß sie ständig in den Elektrolyten
eintauchen. Durch konstruktive Maßnahmen kann sichergestellt werden, daß dies in allen Bestriebszuständen der Fall
ist.
Die Kühlelemente 3 bestehen gemäß Figur 1 aus aus Rohren hergestellten
Kühlschlangen mit entsprechend hohen Wärmeleitwerten und großen spezifischen elektrischen Widerständen der verwendeten
Materialien. Auch großflächige, flache Kühlbeutel 3 sind als Kühlelemente geeignet (Figur 2). Als geeignetes Material für die
Kühlschlangen bzw. Kühlelemente hat sich Polypropylen, Polyäthylen und PVC erwiesen. Auch die Verwendung von Glas ist möglich.
Die einzelnen Kühlelemente 3 in den Zellen 2 werden beispielsweise
gemäß Figur 4 in Reihe oder gemäß Figur 3 parallel geschal-
509843/Ü408
24H758
tet, oder es werden Kombinationen dieser Schaltungen vorgenommen.
Bei der in Figur 5 dargestellten Reihenparallelschaltung eines
erfindungsgemäßen Kühlsystems wird eine bestimmte Anzahl von Einzelzellen-Kühlschlangen 3 in Reihe geschaltet; Einlauf und
Auslauf 4 solcher Zellenreihen enden in den Sammelleitungen 5, an die ein Wärmetauscher 6 mit Eintrittsleitung 20 und Austrittsleitung
22 angeschlossen ist. Eine Umwälzpumpe 7 sorgt dafür, daß stets eine ausreichende Menge Kühlflüssigkeit durch
das gesamte geschlossene Kühlsystem gepumpt wird. Der Kühler bzw. Wärmetauscher 6 kann durch einen Lüfter 8 in bekannter V/eise
zwangsbelüftet werden.
Die Teile 11, 12, 13 und 18 sind Temperaturfühler,mit denen der
Kühlkreislauf gesteuert wird. Ein Umschaltventil 9 läßt das Kühlmedium entweder über den Kühler 6 oder durch die Kurzschlußleitung
10 fließen. 14, 15 und 17 sind Bauelemente einer Heizung, mit der das Kühlmedium aufgewärmt werden kann.
Die Antriebsmotoren für die Pumpe 7 und den Lüfter 8 sowie das Heizelement 17 werden über Schalter an die Spannung der Batterie
gelegt. Ebenso wird die Betriebsspannung für die Temperaturfühler 11, 12, 13 und 18 und für die Betätigungselemente des Kühlkreislaufes
von der Batterie entnommen.
Die Pumpe 7, der Kühler 6, der Lüfter 8, das Ventil 9, die Kurzschlußleitung
10 und die Komponenten 17, 14 und 15 der Heizeinrichtung werden vorteilhaft in einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt,
die an der Batterie verschiebbar und arretierbar angeordnet wird. Die Sammelleitungen 5 werden dann flexibel von den
Zellen 2 zu der Baueinheit geführt.
Da erfindungsgemäß für die Kühlschlangen oder Kühlbeutel 3 in
den Zellen Kunststoff - vorwiegend Polyäthylen wegen des für Kunststoffe relativ guten Wärmeleitwertes bei gleichzeitig grossem
spezifischem elektrischen Widerstand - verwendet werden, ist
509843/0406
dadurch die notwendige elektrische Potentialtrennung zwischen Kühlmittel und zu kühlendem Elektrolyt der Zelle gegeben, da
der Kunststoff zwischen dem Elektrolyten der Zellen und dem
Kühlmittel als elektrischer Isolator wirkt. Gleichzeitig ist der Wärmedurchgang durch die Wandungen der Kühlelemente gut.
Als Kühlmittel kann vorteilhafterweise normales Wasser verwendet werden. Es treten keinerlei Fehlerströme auf, da sich kein
unterschiedliches elektrisches Potential im Kühlmittel der einzelnen Kühlschlangen in den Zellen des Batterie-Verbandes und
des Kühlkreislaufes einstellen kann und besondere Maßnahmen zur Isolation der Kühlschlangen innerhalb der Zellen zur Vermeidung
von Elektroden-Kurzschlüssen sind nicht erforderlich.
Es ist weiterhin nicht notwendig, den gesamten Kühlkreislauf insbesondere
betrifft das den Rückkühler, die Pumpe und sonstige Hilfseinrichtungen - isoliert z.B. vom Batterie-Trog anzuordnen
und es ist keinerlei Schutzvorrichtung erforderlich, die ein unbeabsichtigtes Berühren der gesamten Kühlkreislauf-Elemente
verhindert (Berührungsschutz).
Erfahrungsgemäß sind die im Inneren eines Zellenverbandes angeordneten
Zellen erheblich wärmer als die Zellen in den Außenzonen.
Bei natürlicher Kühlung einer Batterie sind die Wärmeabgabeverhältnisse für die äußeren Zellen wegen der großen Wärmeabgabefläche
wesentlich günstiger. Die im Zentrum einer Batterie angeordneten Zellen können dagegen die in ihnBn erzeugte
Wärme nur über eine geringe freie Oberfläche bzw. durch die benachbarten Zellen über die Außenz-ellen an die Umgebung abgegeben.
Temperaturunterschiede von mehr als 5° bis hin zu 20° und mehr zwischen Innen- und Außenzellen treten bei größeren Batterien
im Dauerbetrieb häufiger auf. Solche Temperaturunterschiede sind bekanntermaßen für die Batterie sehr nachteilig.
Die Wärmeabfuhr in Kühlschlangen 3 gemäß vorliegender Erfindung ist so intensiv, daß selbst bei kleinen Durchströmmengen des
Kühlmediums durch die Kühlschlangen 3 die erforderliche Wärme ab-
509843/0A08
fuhr aus einer Zelle bereits bei einem Temperatursprung zwischen Eintritts- und Austrittstemperatur des Kühlmediums an
einer Kühlschlange einer Zelle von weit unter einem Grad voll
erreicht wird.
Bei einer Reihenschaltung einer größeren Zahl von Kühlschlangen
3 ergibt sich somit zwischen der Eintrittstemperatur des Kühlmediums bei der ersten Kühlschlange und der Austrittstemperatur
bei der letzten Kühlschlange ein Temperatursprung, der bei wenigen 0C liegt. Demzufolge werden die Zellentemperaturen
der Batterie vergleichmäßigt, und es können nur Temperaturunterschiede zwischen Innen- und Außenzellen auftreten, die erheblich
tiefer liegen als diejenigen bei natürlicher Wärmeabfuhr aus der Batterie.
Es ist vorteilhaft, die Durchströmrichtung des Kühlmediums durch
die Reihenschaltungen der Kühlschlangen so zu wählen, daß zunächst das Kühlmedium in Kühlschlangen der Zellen eintritt, die
in der Mitte der Batterie angeordnet sind. Der Austritt des Kühlmediums aus der Reihenschaltung der Kühlschlangen erfolgt
aus Schlangen solcher Zellen, die an der Außenseite der Batterie stellen. Durch diese Anordnung wird durch die natürliche Wärmeabfuhr
der äußeren Zellen bewirkt, daß die durch die Zwangskühlung an sich schon geringen Temperaturunterschiede zwischen
Innen- und Außenzellen fast vollständig vermieden werden.
Das durch diese Anordnung erreichte gleichmäßige Temperaturniveau über alle Zellen einer Batterie gewährleistet für alle Zellen
gleichmäßig gute Betriebseigenschaften und gleichmäßig grosse Lebensdauer.
Bekanntermaßen hat eine Akkumulatorenbatterie opti.male Eigenschaften
in einem relativ schmalen Temperaturbereich. Demzufolge ist bei tiefen Zellentemperaturen eine Kühlung nicht erforderlich
oder bei noch tieferen Temperaturen unter Umständen sogar unerwünscht. Unabhängig vom jeweiligen Temperaturniveau ist es
jedoch sehr vorteilhaft, die Temperaturen aller Zellen einer Bat-
509843/0408
terie, wie oben beschrieben, auf gleichmäßigem Niveau zu halten.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird durch die temperaturabhängig gesteuerte' Betätigung eines Zweiwegeventils 9 bei tiefen
Temperaturen dafür gesorgt, daß das Kühlmittel nicht durch den Kühler 6, sondern durch eine KurzSchlußleitung 10 fließt und
dadurch nicht gekühlt wird. Durch einen solchen, im Kurzschluß gefahrenen Betrieb aller Kühlschlangen, wird die erwünschte
Vergleichmäßigung aller Zellentemperaturen schnell erreicht und auf Dauer aufrechterhalten.
Bei Anfahren von Batterien aus sehr tiefem Temperaturzustand heraus reicht häufig die Verlustleistung in den Batterien nicht
aus, um die Zellen schnell auf eine optimale Betriebstemperatur zu bringen. Mittels eines Heizelementes 17 in der Kurzschlußleitung
10 kann das Kühlmedium erhitzt werden. Bei einem solchen Betrieb des Kühlsystems über den Weg der Kurzschlußleitung
10 kann somit eine gewünschte höhere Temperatur aller Zellen erreicht werden. Die Energie zur Aufheizung des Kühlmediums
mittels Heizelement 17 wird zweckmäßigerweise aus einer stationären
Energiequelle genommen, um die gespeicherte Energie der Batterie zu sparen. Hierzu wird über den Schalter 15 das Heizelement
17 an den hier nicht gezeichneten elektrischen Kreis der Batterie geschaltet, wobei ein nicht gezeichneter Fühler
das Einschalten des Schalters 15 nur dann erlaubt, wenn die Energieversorgung des Heizelementes 17 aus einer stationären
Energiequelle erfolgen kann, wie es z.B. beim Laden der Batterie möglich ist. Grundsätzlich ist" aber auch die Beheizung mittels
gespeicherter Energie aus der Batterie möglich und vorteilhaft.
Ein oder mehrere Temperaturfühler 11 bis 13 in den Zellen der
Batterie schalten sowohl den Lüfter 8 wie auch das Zweiwegeventil 9 und das Heizelement 17 nach vorgegebenen Temperaturen.
Die Wirkungsweise der Batteriekühlanlage wird im folgenden an-
509843/0406
24H758
- ro -
hand der Figur 5 erläutert, wobei angenommen wird, daß die Batterie
sich vor Inbetriebnahme auf einem tiefen Temperaturniveau befindet.
Bei Inbetriebnahme der Batterie wird zunächst über einen nicht gezeichneten Schalter die Pumpe 7 in Betrieb gesetzt und das
Kühlmedium durch den Kühlkreislauf gedrückt. Dieser Schalter kann handbetätigt sein oder automatisch gesteuert werden, wobei
auch eine Betätigung vom Hauptschalter des Fahrzeugers,in
dem sich die Batterie befindet, möglich ist. Wegen des niedrigen Temperaturniveaus in den Zellen, wird über den Temperaturfühler
11 das Ventil 9 so geschaltet, daß das Kühlmittel durch die Kurzschlußleitung 10 fließt. Durch diese Betriebsweise wird
die Temperatur in den Zellen zunächst vergleichmäßigt.
Liegt bei der Inbetriebnahme der Batterie die Temperatur in den Zellen unterhalb eines vorbestimmten Viertes, so wird über den
Temperaturfühler 13 ein Impuls auf das Betätigungselement 14 des Schalters 15 gegeben. Dieser Impuls führt zum Einschalten
des Heizelementes 17> sobald der nicht gezeichnete Fühler 16 hierzu die Freigabe gegeben hat. Dies erfolgt, wenn die Energieversorgung
des Heizelementes 17 aus einer externen Energiequelle gesichert ist. In einfachster Weise mißt hierzu der Fühler
16 die Spannung der Batterie, die ja bekanntermaßen beim Laden erheblich höher ist als im Ruhestand oder beim Entladen
der Batterie. Bei Freigabe des Betätigungselementes 14 durch den Fühler 16 wegen der gemessenen höheren Spannung wird in
diesem Falle das Heizelement 17 durch das hier nicht gezeichnete Ladegerät mit Energie versorgt.
V/ird infolge der Heizung durch das Heizelement 17» oder durch die in der Batterie bei Ladung oder Entladung entstehenden Verluste,
eine bestimmte Temperatur in den Zellen erreicht (untere Grenze des optimalen Betriebstemperaturbereiches), so wird zunächst
durch den Temperaturfühler 13 das Heizelement 17 ausgeschaltet.
Erreicht die weiter ansteigende Temperatur des Elektrolyten in
509843/0406
2.4U758
den Zellen einen vorgegebenen Wert in der oberen Hälfte des optimalen Temperaturbereiches, so schaltet der Temperaturfühler
11 das V.entil 9 so, daß das Kühlmedium durch den Kühler 6 fließt und dort zurück gekühlt wird. Der Kühler ist so angeordnet,
daß beim Fahren der Fahrtwind durch den Kühler geleitet wird.
Ist die Wärmeabführung durch den Kühler nicht ausreichend und steigt die Temperatur des Elektrolyten weiter an, so wird bei
Überschreiten des oberen Grenzwertes des optimalen Temperaturbereiches durch den Temperaturfühler 12 der Lüfter 8 eingeschaltet
und damit die Wärmeabgabe des Kühlmittels über den Kühler an die Umgebungsluft wesentlich vergrößert.
Das Kühlsystem ist so ausgelegt, daß bei extremen Belastungen im Fahr- und Ladebetrieb und bei extrem hohen Außenlufttemperaturen
ein zulässiger Maximalwert der Zellentemperatur nicht überschritten wird.
Bei im Betrieb der Batterie abfallender Temperatur der Zellen wird zunächst der Lüfter 8 ausgeschaltet. Bei weiter fallender
Temperatur wird dann durch das Umschalten des Ventils 9 das Kühlmedium durch die Kurzschlußleitung 10 gelenkt.
V/ird eine warme Batterie außer Betrieb genommen, so kann durch
den nicht gezeichneten Schalter auch das ganze Kühlsystem ausser Betrieb gesetzt werden und die Batterie kühlt sich lediglich
über ihre Oberfläche langsam ab. Bleibt jedoch das Kühlsystem eingeschaltet, so wird die Batterie so lange gekühlt,
bis nach Erreichen eines unteren einstellbaren Temperaturwertes durch den Temperaturfühler 18 die Umwälzpumpe 7 als letzte Komponente
im Kühlsystem abgeschaltet wird.
Im Fahrbetrieb - wenn also die Batterie entladen wird - muß die
Energie zum Antrieb der Umwälzpumpe 7 und des Lüfters 8 von der Batterie geliefert werden. Um diese Energie einzusparen, wird
der Kühlkreislauf so gesteuert, daß während der Entladung der Batterie die gesamte Kühlung oder Teile davon - vornehmlich der
Lüfter 8 ~ ausgeschaltet sind. Die dann im Fahrbetrieb nicht
509843/0406
■ ■ ■ 24U758
abgeführte Wärme wird.in der Batterie gespeichert und wird zu
einem geeigneten Zeitpunkt - zweckmäßig beim Laden, wenn die Energie zum Antrieb des Lüfters durch das Ladegerät geliefert
wird - durch Einschalten des Lüfters 8 abgegeben. Die Steuerung der Schaltung des Lüfters 8 und gegebenenfalls
der Pumpe 7 kann in diesem Falle in bekannter V/eise, z.B. in Abhängigkeit der Spannungshöhe oder der Stromrichtung, erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit, beim Entladen der Batterie Energie zu sparen, besteht darin, den Motor des Lüfters 8 so zu schalten,
daß er mit steigender Spannung großare Drehzahlen abgibt. Dadurch
wird beim Laden der Batterie bei höherer Spannung durch den Lüfter 8 intensiv gekühlt. Beim Entladen der Batterie wird
durch die dann niedrigere Spannung bei niedrigerer Lüfterdrehzahl weniger gekühlt, gleichzeitig aber auch Energie gespart,
da der Motor dann wegen seiner Strom-Spannungscharakteristik weniger Strom aufnimmt.
Das in Figur 5 dargestellte Kühlsystem gibt zusätzlich die Möglichkeit
einer Fremdkühlung. Die Anschlußstutzen 19 der Sammelleitungen 5 werden in bekannter Weise an ein externes Kühlsystem
oder im einfachsten Falle an eine Wasserleitung geschlossen. Durch Eindrücken eines Kühlmediums (V/asser) mit tiefen Temperaturen
in den Kühlkreislauf wird eine intensive Kühlung der Batterie erreicht. Diese Art der Fremdkühlung bietet sich mit
Vorteil an, wenn die Batterie im Wechseleinsatz ist und sie jeweils
in einer Batteriewechselstation steht, um wieder für den nächsten Einsatz geladen zu werden". Das Ankoppeln des Batteriekreislaufes
mit den Stutzen 19 an einen externen Kühlkreislauf kann dann beim Batteriewechselvorgang automatisch geschehen.
Es ist vielfach versucht worden, die bei einer Batterie während des Betriebes in den Zellen anfallende Wärme für Heizzwecke zu
nutzen. Dieses Verfahren würde insbesondere bei akkumulatorenbetriebenen Fahrzeugen Vorteile bringen, weil dann nicht die
Heizenergie für die Fahrzeuginnenräume als elektrische Energie
509843/0406
2AU758
aus der Antriebsbatterie zu nehmen ist, oder gar Heizsysteme mit anderen Energieträgern verwendet werden müßten. Diese Versuche
führten jedoch bisher nicht zu einem Erfolg.
Bei einer Anlage, bei der die anfallende Wärme der Batterie zur Heizung eines Raumes verwendet werden soll, muß das Kühlmedium
der Batterie gleichzeitig das Heizmedium des Raumes sein. Bei Akkumulatoren konventioneller Technik und üblicher Bauart
liegt die obere zulässige Dauerbetriebstemperaturgrenze mit ca. 50° C relativ niedrig. Da das Kühlmedium der Batterie eine niedrigere
Temperatur hat, eignet es sich nicht als Heizmedium für Räume, weil die Temperaturdifferenz zwischen Heizmedium und zu
heizender Raumluft zu klein ist, um unter wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in üblichen Wärmetauschern noch ausreichende
Wärmeübergabe zu erreichen.
Aufgabe dieser Ausführungsform der Erfindung ist es, die bei Betrieb
der Batterie anfallende Wärmemenge wirtschaftlich zur Raumheizung heranzuziehen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Kühlmedium
des Kühlkreislaufes der Batterie im Bereich des Kühlers 6 durch Temperaturtransformation auf ein höheres Temperaturniveau
gebracht wird. Eine solche Temperaturtransformation erfolgt in bekannter V/eise durch einen Kompressor, der vor dem Kühler 6 und
durch ein Expansionselement, das nach dem Kühler 6 in das Kühlkreislaufsystem
der Batterie eingeschaltet wird. Figur 6 zeigt die Anordnung dieser Elemente.
Zwischen dem Verbindungspunkt der Kurzschlußleitung 10 mit der Sammelleitung 5 wird in der Eintrittsleitung 20 zum Kühler 6 der
Kompressor 21 und zwischen dem Ventil 9 und dem Kühler 6 in der Austritts!eitung 22 des Kühlers 6 das Expansionselement 23 geschaltet.
Die Pumpe 7 liegt jetzt zweckmäßigerweise in der Kurzschlußleitung 10, so daß, v/enn der Kompressor abgeschaltet ist
und keine Wärmeabgabe über den Kühler 6 erfolgt, mit Hilfe der Pumpe 7 der Kühlkreislauf durch alle Kühlelemente 3 der Zellen 2
und über die Kurzschlußleitung 10 aufrechterhalten werden kann, um die Zellentemperatur zu vergleichmäßigen.
Bei Verwendung in der Technik üblicher Medien im Kühlkreislauf
50 9 843/0406
24ΊΑ758
läßt sich in einstufigen Kompressoren eine Temperaturanhebung
von ca. 20 bis 30° C erreichen. Bei einer Batterietemperatur von 50° C hat das Kühlmedium in den Kühlschlangen 3 der Zellen
2 z.B. eine Temperatur von ca. 40° C. Durch Kompression im Kompressor 21 wird die Temperatur des Mediums auf ca. 60 bis
70° C herauftransformiert. Bei dieser Temperatur ist eine intensive
Wärmeabgabe durch den Kühler 6 möglich und damit eine Aufwärmung der Kühlluft auf solches Temperaturniveau gesichert,
daß mit dieser Kühlluft eine Raumheizung durchgeführt werden kann.
In einer v/eiteren Ausführungsform ist eine vollkommene Temperierung
der Antriebsbatterie und des Fahrgastraumes des angetriebenen Fahrzeuges möglich. Hierbei wird die in der Batterie
entstehende Wärme entweder über einen Kühler an die Außenluft oder, wenn durch einen Kompressor ein höheres Temperaturniveau
erreicht ist, über einen Wärmetauscher zur Heizung an den Fahrgastraum
abgegeben.
Der Kreislauf enthält ferner einen Zwischen-Wärmespeicher, der bei anfallender großer Wärmemenge aufgeladen wird und dessen
gespeicherte Wärme bei Bedarf zur Heizung des Fahrgastraumes verwendet werden kann. Sollte die Verlustwärme der Batterie
nicht hinreichend sein, um den Heizbedarf des Fahrgastraumes bei tiefen Außentemperaturen zu decken, so kann durch eine Zusatzheizung
der Wärmespeicher aus einer externen Energiequelle aufgeladen werden. Die Zusatzheizung kann auch die Energie liefern,
um beim Betriebsbeginn die durch tiefe Außentemperaturen abgekühlte Batterie schnell in den optimalen Temperatur-Betriebsbereich
zu bringen.
Die Ausführungsforin ermöglicht es ebenfalls, bei hohen Außentemperaturen
mit den gleichen Bauelementen sowohl eine Batteriekühlung als auch eine Kühlung des Fahrgastraumes durchzuführen. In
diesem Falle wird die Wärme über einen Wärmetauscher der Außenluft zugeführt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, bei einer solchen Ausnut-
5098A3/0406
zung der Verlustwärme der Batterie zu Heizzwecken die Batterie selbst gegenüber der Außenluft thermisch zu isolieren. Hierdurch
ist es. möglich, alle Wärme gesteuert für Heizzwecke zu verwenden.
Elektrobusse im Linienverkehr benötigen für einen wirtschaftlichen
und reibungslosen Betrieb eine Antriebsbatterie mit einem Enei-gieinhalt von ca. 150 kWh. Hiermit ist im Stadtverkehr eine
Betriebszeit von ca. 4 Stunden möglich. Danach wird die Batterie automatisch ausgewechselt und in einer Ladestation ^wieder
geladen. Der Wh-Wirkungsgrad einer Antriebsbatterie in einem solchen Einsatz beträgt ca. 0,75. Bei einer aus der Batterie
entnommenen Energie von ca. 150 kWh müssen demnach in die Batterie ca, 200 kWh eingeladen werden. Die Differenz von 50 kWh
ist während der Ladung und Entladung als Verlustenergie in der Batterie entstanden und in Form von Wärme gespeichert. Bei thermischer
Isolierung der Batterie stehen ca. 80 % der gespeicherten Wärmemenge, also 40 kWh, für Heizzwecke zur Verfügung. Bei
einer Betriebszeit von 4 Stunden entspricht das einer Heizleistung von 10 KW oder 8600 Kcal/h. Diese Wärmeleistung reicht
hin, um den Fahrgastraum von Standardlinienbussen während der größten Zeit der Kälteperiode im Jahr hinreichend zu heizen.
In Figur 7 ist der prinzipielle Schaltungsaufbau der Temperieranlage
als Beispiel gezeichnet.
Die Batterie 30 hat einen thermischen Schutz 31 gegen die Uragebungsluft.
Dadurch ist ein Wärmetransport aus der Batterie nur über das Wärmetransportmedium in den Kühlschlangen 3 der Zellen
möglich.
32 ist eine Raumheizungsanlage mit einem Wärmetauscher 33 und einem Gebläse 34.
Eine, andere Wärmetauschanlage 35 mit dem Wärmetauscher 36 und
dem Gebläse 37 ist außerhalb des Fahrzeuges angebracht und kann vom Fahrtwind durchströmt werden.
38 ist eine Wärmespeicheranlage mit dem Wärmetauscher 39 und ei-
509843/0406
24U758
nem elektrischen Heizelement 40, das aus einer· nicht gezeichneten
externen stationären Energiequelle gespeist werden kann. Der Kompressor ist mit 21 bezeichnet und das Expansionselement
mit 23.
41 bis 46 sind Ventile, mit deren Hilfe das Leitungssystem 47 so geschaltet werden kann, daß die Temperieranlage bestimmte
Funktionen ausführt. Die Steuerung der Temperieranlage erfolgt
wieder mit Hilfe einer Anzahl von hier nicht gezeichneten Temperaturfühler
in den Zellen der Batterie 30, der Wärmespeicheranlage
38 und des zu heizenden Fahrgastraumes mit der Heizanlage 32.
Folgende Verfahrensweisen können mit dieser Temperieranlage durchgeführt werden:
Kühlen der Batterie mit Heizen des Fahrgastraumes mittels der
der Batterie entzogenen Wärme (Figur 7)· Hierzu werden die Ventile so gestellt, daß das Wärmetransportmedium mit relativ niedriger
Temperatur durch die Kühlelemente 3 in den Zellen 2 der
Batterie 30 fließt und somit die in der Batterie entstandene Wärme abführt. Im Kompressor 21 wird das Wärmetransportmedium
auf höheren Druck gebracht und nimmt dadurch eine höhere Temperatur an. Über Ventil 41 gelangt es in die Raumheizanlage 32.
Hier wird durch das Gebläse 34 Luft am Wärmetauscher 33 vorbeigeführt,
wodurch dem Wärmetransportmedium Wärme entzogen wi.rd, die nunmehr zur Heizung des Raumes dient.
Über das Ventil 42 fließt das Wärmetransportmedium zum Expansionselement
23» in dem das bereits im Wärmetauscher 33 abgekühlte Wärmetransportmedium durch die Expansion auf noch tiefere
Temperatur gebracht wird.
Über Ventil 43 und 44 fließt das Wärmetransportmedium anschliessend
in die Kühlelemente 3, in denen es durch die höhere Temperatur des Elektrolyten in den Zellen 2 wieder aufgewärmt wird.
Der Kreislauf ist somit geschlossen.
Die nächste Betriebsart der Anordnung beinhaltet das Kühlen der
509843/0406
■ ■ - 24H758
Batterie mit Wärmeabgabe an die Außenluft (Figur 8). Hierbei
ist das Leitungssystem so geschaltet, daß das Wärmetransportmedium zunächst durch die Kühlelemente 3 der Batterie 30,
dann durch den Kompressor 21, in dem die Temperaturanhebung erfolgt, dann über das"Ventil 41, über den Wärmetauscher 36
der Kühlanlage 35 mit Wärmeabgabe an die Umgebungsluft, dann über Expansionselemente 23 mit Abkühlen durch Expansion und
danach über die Ventile 44 und 43 zurück zu den Kühlelementen 3 der Batterie 30 fließt, in denen dann wieder der Wärmeentzug
aus dem Elektrolyten der Batterie erfolgt.
Ein weiteres Verfahren, das mit der Anordnung ausgeführt werden kann, ist das Kühlen der Batterie mit Speicherung der entzogenen
Wärme in einem Wärmespeicher (Figur 9). Der Fluß des Wärmetransportmediums ist nunmehr wie folgt:
Kühlelemente 3 der Batterie 30, Kompressor 21 mit Temperaturanhebung,
Ventil 41, Wärmetauscher 39 mit Wärmeübergabe an.das Speicherelement 38, Ventile 45 und 42, Expansionselement 23
mit Temperaturabsenkung durch Expansion, dann über Ventile 44 und 43 zurück zu den Kühlelementen 3 der Batterie 30; hier erfolgt
wieder Wärmeübernahme aus der Batterie.
In einer weiteren Betriebsart wird die im Speicherelement 38 gespeicherte Wärme mittels der Temperieranordnung zur Heizung
des Fahrgastraumes verwendet (Figur 10). Dieses Verfahrens läuft wie folgt ab:
Das Wärmetransportmedium hat im Wärmetauscher 30 de's Speicherelementes
38 Wärme aufgenommen. Es. fließt über Ventil 46 in den Kompressor 21. Die Temperatur des Mediums wird dort angehoben.
Über Ventil 41 fließt das Medium durch den Wärmetauscher 33· Hier wird die Wärme zur Heizung des Fahrgasträumes abgegeben.
Über Ventil 42 gelangt das Medium in das Expansionselement 23 mit Temperaturabsenkung. Danach fließt das Medium über die
Ventile 44 und 45 wieder in den Wärmetauscher 39 des Speicherelementes 39» in dem erneut Wärme auf das Transportmedium übertragen
wird.
509843/0406
Schließlich ist vorgesehen, daß neben der Batterie auch der Fahrgastraum gekühlt wirdj hierbei wird die Wärme an die
Außenluft abgegeben. Figur 11 zeigt die Wirkungsweise dieser Anordnung. Im Expansionselement 23 wird das Wärmetransportmedium
auf niedrige Temperatur gebracht. Über Ventil 44 gelangt es in den Wärmetauscher 33 und nimmt aus der Luft des
Fahrgastraumes Wärme auf und kühlt somit den Fahrgastraum. Das Wärmetransportmedium wird hierbei nur wenig erwärmt. Über
Ventil 42 und 43 fließt das Wärmetransportmedium in die Kühlelemente
3 der Batterie 30, wobei es stärker erwärmt wird und damit auch die Batterie kühlt. Im Kompressor 21 erfolgt durch
die Kompression eine weitere Temperaturerhöhung des Transportmediums. Es gelangt dann über Ventil 41 in den Wärmetauscher
36, in dem die Wärme durch intensive Kühlung mittels Fahrtwind und Gebläse 37 an die Außenluft abgegeben wird. Mit Erreichen
des Expansionselementes 23 ist der Kreislauf geschlossen.
Neben vorstehend beschriebenen Betriebsarten, die mit der Anordnung
erfüllt werden können, lassen sich durch entsprechende Schaltung der einzelnen Elemente noch weitere Funktionen durchführen.
So ist es möglich, den Fahrgastraum allein zu kühlen. Hierbei wird lediglich in der Schaltung gemäß Figur 11 das Wärnietransportmedium
über Ventil 43, Pumpe 7 und Kurzschlußleitung 10 an der Batterie 30 vorbeigeführt.
Ferner ist es möglich, nur die Temperatur in den einzelnen Zellen
der Batterie zu vergleichmäßigen. Hierzu wird das Wärmetransportmedium mittels Pumpe 7 über Kurzschlußleitung 10 und
Ventil 43 durch die Kühlelemente 3 der Zellen 2 in der Batterie 30 gepumpt. Alle anderen Komponenten in der Anordnung sind
dabei außer Betrieb.
Die Aufgaben, die mit dieser Temperieranlage durchzuführen sind,
werden automatisch gesteuert, wobei die Steuerimpulse aus den Temperaturfühlern in der Batterie, im Speicherelement und im
Fahrgastraum kommen. Hierdurch ist sichergestellt, daß bei allen vorkommenden Außentemperaturen die Batterie in ihrem optima-
509843/0406
24U758
len Temperaturbereich arbeitet und gleichzeitig im Fahrgastraum
eine behagliche Temperatur herrscht.
Alle Antriebs- und Steuerelemente der Anordnung gemäß Figuren 7 bis 11 sind wieder elektrisch an die Batterie angeschlossen
und werden aus ihr mit Energie versorgt. Der Energieverbrauch für diese Elemente ist gering, so daß eine nennenswerte zusätzliche
Entladung der Batterie nicht eintritt.
Bei einer weiteren Ausführung'sform der Temperaturanlage ist der Wärmetransportmittelkreislauf aufgeteilt in zwei jeweils
selbständige Teilkreisläufe. Beide sind über einen Wärmetauscher wärmemäßig miteinander gekoppelt. Die Elemente des einen
Teilkreislaufs sind vornehmlich an der Batterie angeordnet, die Elemente des anderen Teilkreislaufs dagegen vornehmlich
im oder am Fahrzeug. Der Wärmetauscher, der beide Teilkreisläufe miteinander wärmemäßig koppelt, ist am Fahrzeug angebracht.
An der Stelle, wo die Leitungen des Teilkreislaufs der Batterie zu den am Fahrzeug befindlichen Wärmetauschern
führen, kann der Teilkreislauf durch Kupplungselemente getrennt v/erden. Hierdurch ist es möglich, die Batterie einschließlich
der an ihr angeordneten Elemente ihres Teilkreislaufs in wenigen Minuten aus dem Fahrzeug herauszunehmen. Diese Anordnung
schafft die Möglichkeit, die Batterie im sogenannten Wechselbetrieb einzusetzen, wobei die entladene Batterie automatisch aus
dem Fahrzeug ausgetauscht und in einer sogenannten Wechsel·- und Ladestation elektrisch wieder aufgeladen
Das Wärmetransportmedium im Teilkreislauf der Batterie ist bei dieser Ausführimgsform der Temperieranlage Wasser. Der Teilkreislauf,
der am Fahrzeug angeordnet ist, hat dagegen ein Wärmetransportmedium, das für Kompression und Expansion gut geeignet
ist. Dafür kommen handelsübliche Kühlmittel in "Betracht, die in Kühlanlagen und Klimaanlagen verwendet werden (halogenierte
Kohlenwasserstoffe). Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Batterie in der Wechsel- und Ladestation, wie vorstehend
beschrieben, durch Anschluß des Teilkreislaufes an eine externe
Λ 509843/0406
2*14758
- 20 Wasserkühlung In einfacher Form intensiv gekühlt werden kann.
Figur 12 zeigt die prinzipielle Anordnung dieser Ausführungsform. Der Wärmetransportmittel-Teilkreislauf der Batterie wird
gebildet durch die Kühlelemente 3 in den Zellen der Batterie 30, durch die Leitungen 5, das Ventil 9, die Pumpe 7 und die
Kurzschlußleitung 10. Ferner gehören zu diesem Teilkreislauf das Wärmetauscherelement 51 des Wärmetauschers 50 und die Kupplungselemente
53· Der Wärmetransportmittel-Teilkreislauf des Fahrzeuges wird gebildet durch das Wärmetauscherelement 52 des
Wärmetauschers 50, das Leitungssystem 47 mit der Kurzschlußleitung 48, dem Ventil 49, dem Kompressor 21, dem Expansionsventil
23 und den Wärmetauschern 32 und 35 sowie dem Speicherelement 38 und den zugehörigen Ventilen.
Der Wärmetauscher 50 mit dem zum Wärmetransportmittel-Teilkreislauf
der Batterie gehörenden Wärmetauscherelement 51 ist am Fahrzeug angeordnet. Die anderen zum Teilkreislauf der Batterie
gehörenden Bauelemente sind dagegen wieder, wie schon beschrieben, in einer kompakten Baueinheit verschieb- und arretierbar
an der Batterie angeordnet.
Die Kupplungselemente 53 bestehen aus einzelnen Kupplungsteilen, die so eingerichtet sind, daß beim Zusammenkuppeln die miteinander
verbundenen Leitungen Durchgang haben, während beim Entkuppeln die getrennten Leitungsenden selbsttätig verschlossen
sind, so daß kein Kühlmedium austreten kann.
- Patentansprüche -
509 8 4 3/0408
Claims (1)
- 24U758PatentansprücheVerfahren zur Abführung der in den einzelnen Zellen eines Akkumulators, insbesondere eines Fahrzeugantriebakkumulators, entwickelten Wärme mit Hilfe von im Elektrolyten oberhalb der Platten angeordneten Kühlelementen, dadurch gekennzeichnet; daß das Kühlmittel potentialfrei" durch die Kühlelemente (3) gepumpt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel normales nicht entmineralisiertes Wasser verwendet wird.3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei mit einer Pumpe (7) verbundene Sammelleitungen (5) und Zwischenleitungen (4) besitzt und daß die aus elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Kühlelemente (3) über die Zwischenleitungen (4) mit den Sammelleitungen (5) verbunden sind.4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sammelleitungen (5) mindestens eine Gruppe von mittels Zwischenleitungen (4) hintereinandergeschalteten Kühlelementen (3) angeordnet ist.5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Sammelleitungen (5) mit einer- Kurzschlußleitung (10) und. einer zu dieser parallel angeordneten, mit einem zwangsbelüfteten Wärmetauscher (6) verbundenen Kühlleitung (22) verbunden ist, und daß die Kühlleitung (22) und die Kurzschlußleitung (10) in einem Zwei-509843/0406Wege-Ventil (9) münden, das über die Pumpe (7) mit der zweiten Sammelleitung (5) verbunden ist.(?. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (7), das Zwei-Wege-Ventil (9) und der Ventilator der Zwangsbelüftung (8) über in einzelnen Zellen angeordnete Wärmefühler (11, 12, 13) getrennt voneinander ansteuerbar sind.7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungspunkt der Kurzschlußleitung (10) mit der Kühlleitung (20) und den Wärmetauscher (6) ein Kompressor (21) und zwischen das Zwei-Wege-Ventil(9) und den Wärmetauscher (6) ein Expansionsventil (23) geschaltet ist und daß die Pumpe (7) im Zuge der Kurzschlußleitung (10) liegt.8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) in der Kurzschlußleitung(10) liegt und daß über den Schalter (15) das Heizelement (17) an die Klemmen der Batterie geschaltet ist.9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß an die Sammelleitungen (5) parallel zur Kurzschlußleitung (10) ein Wärmetransportmittelkreislauf geschaltet ist, der aus dem Kompressor (21) und dem Expansionselement (23) sowie dem Wärmetauscher (32) dem Wärmetauscher (35) sowie dem Speicherelement (38) besteht.10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (32) im Fahrgastraum des Fahrzeugs, der Wärmetauscher (35) an einer Außenseite des Fahrzeuges und das Speicherelement (38) am Fahrzeug angebracht sind.11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekenn-509843/0406zeichnet, daß das Speicherelement (38) zusätzlich ein
Heizelement (40) hat.12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetransportmittelkreislauf in zwei Teilkreisläufe aufgeteilt ist, die durch· den Wärmetauscher (50) wärmemäßig miteinander gekoppelt
sind.13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des einen Teilkreinlaufes an der Batterie und die Elemente des anderen Teilkr-jislaufes am Fahrzeug angeordnet sind.14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Batterie gehörende Teilkreislauf
Kupplungselemente (53) besitzt.15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Batterie gehörende Teilkreislauf mit dem Kupplungselementen (53) vom Teilkreislauf des Fahrzeuges trennbar und an ein externes Kühlsystem anschließbar ist.16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (30) durch Wärmeisolationsmittel (31) gegen die Umgebungsluft thermisch iso-s liert ist.509843/04 06Leerseite
Priority Applications (16)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742414758 DE2414758B2 (de) | 1974-03-27 | 1974-03-27 | Elektrolyt-kuehlvorrichtung fuer aus mehreren zellen bestehende akkumulatorenbatterien |
CH1663374A CH582958A5 (de) | 1974-03-27 | 1974-12-13 | |
AT1014074A AT348055B (de) | 1974-03-27 | 1974-12-19 | Elektrolyt-kuehlvorrichtung fuer aus mehreren zellen bestehende akkumulatorenbatterien |
BG028575A BG33439A3 (en) | 1974-03-27 | 1974-12-27 | Apparatus for electrolyte cooling for accumulator batteries consisteng of more cells |
DK690674A DK690674A (de) | 1974-03-27 | 1974-12-30 | |
NO750125A NO148051C (no) | 1974-03-27 | 1975-01-16 | Elektrolytt-kjoeleinnretning for akkumulatorbatterier |
SE7500537A SE7500537L (de) | 1974-03-27 | 1975-01-17 | |
GB280175A GB1461366A (en) | 1974-03-27 | 1975-01-22 | Method of removing the heat developed in the individual cells of an accumulator |
BE152688A BE824755A (fr) | 1974-03-27 | 1975-01-24 | Procede et installations pour evacuer la chaleur degagee dans les cellules individuelles d'un accumulatteur |
NLAANVRAGE7501561,A NL183745C (nl) | 1974-03-27 | 1975-02-10 | Accumulator. |
FR7505015A FR2330153A1 (fr) | 1974-03-27 | 1975-02-18 | Procede et installation pour evacuer la chaleur degagee dans les cellules individuelles d'un accumulateur |
ES435132A ES435132A1 (es) | 1974-03-27 | 1975-02-27 | Dispositivo para la evacuacion del calor desarrollado en losdistintos elementos de un acumulador. |
IT20701/75A IT1033231B (it) | 1974-03-27 | 1975-02-27 | Dispositivo per l allontanamento del calore sviluppato nei singoli elementi di un accumulatore |
US05/557,831 US4007315A (en) | 1974-03-27 | 1975-03-12 | Battery cell cooling system |
CA223,057A CA1031417A (en) | 1974-03-27 | 1975-03-25 | Battery cell cooling system |
JP50036649A JPS50129929A (de) | 1974-03-27 | 1975-03-26 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742414758 DE2414758B2 (de) | 1974-03-27 | 1974-03-27 | Elektrolyt-kuehlvorrichtung fuer aus mehreren zellen bestehende akkumulatorenbatterien |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2414758A1 true DE2414758A1 (de) | 1975-10-23 |
DE2414758B2 DE2414758B2 (de) | 1976-04-15 |
Family
ID=5911324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742414758 Ceased DE2414758B2 (de) | 1974-03-27 | 1974-03-27 | Elektrolyt-kuehlvorrichtung fuer aus mehreren zellen bestehende akkumulatorenbatterien |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4007315A (de) |
JP (1) | JPS50129929A (de) |
AT (1) | AT348055B (de) |
BE (1) | BE824755A (de) |
BG (1) | BG33439A3 (de) |
CA (1) | CA1031417A (de) |
CH (1) | CH582958A5 (de) |
DE (1) | DE2414758B2 (de) |
DK (1) | DK690674A (de) |
ES (1) | ES435132A1 (de) |
FR (1) | FR2330153A1 (de) |
GB (1) | GB1461366A (de) |
IT (1) | IT1033231B (de) |
NL (1) | NL183745C (de) |
NO (1) | NO148051C (de) |
SE (1) | SE7500537L (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2474195A1 (fr) * | 1980-01-22 | 1981-07-24 | Comp Generale Electricite | Procede de regulation thermique |
EP0616913A2 (de) * | 1993-03-24 | 1994-09-28 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Hochtemperaturbatterie |
DE102008011508A1 (de) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | Volkswagen Ag | Energiespeicher sowie Verfahren zur Herstellung des Energiespeichers |
WO2011147547A1 (de) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Li-Tec Battery Gmbh | Elektroenergiespeicherzelle und -vorrichtung |
CN108016240A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-11 | 荆州市楚泰新能源科技有限公司 | 用于新能源电动客车空调的dc-ac供电电路 |
WO2018202500A1 (de) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrische energiespeicherzelle |
CN116470176A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-21 | 无锡旭浦能源科技有限公司 | 可快速自动分离储能电池的储能油冷系统 |
Families Citing this family (99)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52155335A (en) * | 1976-06-21 | 1977-12-23 | Toyota Motor Co Ltd | Blower device for metal air battery |
US4117387A (en) * | 1977-08-03 | 1978-09-26 | General Battery Corporation | Cascading-water, lead-acid storage battery neutralization forming and charging method |
US4604564A (en) * | 1977-08-03 | 1986-08-05 | General Battery Corporation | Temperature controlled, auto timed, variable amperage cascading-water formation method for use with high antimony and maintenance free lead-acid batteries |
US4215307A (en) * | 1978-05-30 | 1980-07-29 | General Battery Corporation | Temperature controlled, auto timed, variable amperage cascading-water furmation method for use with high antimony and maintenance free lead-acid batteries |
JPS5823169A (ja) * | 1981-08-03 | 1983-02-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電装置およびその運転方法 |
US4582765A (en) * | 1981-08-25 | 1986-04-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fuel cell system with coolant flow reversal |
US4650729A (en) * | 1984-08-10 | 1987-03-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Electric power source device |
US4913985A (en) * | 1989-02-21 | 1990-04-03 | Zomeworks Corporation | Battery temperature regulation system |
DE3907697C1 (en) * | 1989-03-10 | 1990-07-12 | Deta-Akkumulatorenwerk Gmbh, 3422 Bad Lauterberg, De | Drive battery |
DE3934084A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-04-18 | Asea Brown Boveri | Fluessigkeitskuehleinrichtung fuer eine hochtemperaturspeicherbatterie |
JPH089894Y2 (ja) * | 1989-11-17 | 1996-03-21 | 日産自動車株式会社 | 自動車用電源装置 |
IL94726A (en) * | 1990-06-13 | 1997-02-18 | Univ Ramot | Power source |
US5070933A (en) * | 1991-01-22 | 1991-12-10 | Zomeworks Corporation | Temperature regulating system |
US5385793A (en) * | 1992-07-20 | 1995-01-31 | Globe-Union Inc. | Thermal management of battery systems |
US5347816A (en) * | 1992-07-31 | 1994-09-20 | University Of Chicago | Variable pressure thermal insulating jacket |
DE4238364A1 (de) * | 1992-11-13 | 1994-05-26 | Behr Gmbh & Co | Einrichtung zum Kühlen von Antriebskomponenten und zum Heizen eines Fahrgastraumes eines Elektrofahrzeugs |
DE4309070A1 (de) * | 1993-03-20 | 1994-09-22 | Licentia Gmbh | Hochtemperaturbatterie |
US5516600A (en) * | 1994-01-26 | 1996-05-14 | Gnb Battery Technologies Inc. | Temperature-sensitive thermal insulators for lead-acid batteries |
US5487955A (en) | 1994-03-15 | 1996-01-30 | Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. | Cooled zinc-oxygen battery |
DE4408960C1 (de) * | 1994-03-16 | 1995-04-27 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie |
DE4433836C1 (de) * | 1994-09-22 | 1995-11-09 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur Beheizung eines Innenraumes eines Elektrofahrzeuges |
US5524681A (en) * | 1994-10-19 | 1996-06-11 | Ford Motor Company | Apparatus and method for draining and filling a battery cooling system |
JP3451141B2 (ja) * | 1994-11-14 | 2003-09-29 | 本田技研工業株式会社 | バッテリ温度調節装置 |
US5665484A (en) * | 1995-09-18 | 1997-09-09 | Inductran Corporation | Electrolyte conditioning system |
JP3175558B2 (ja) * | 1995-10-24 | 2001-06-11 | 松下電器産業株式会社 | 密閉形蓄電池 |
US5871859A (en) * | 1997-05-09 | 1999-02-16 | Parise; Ronald J. | Quick charge battery with thermal management |
US7147071B2 (en) * | 2004-02-04 | 2006-12-12 | Battelle Energy Alliance, Llc | Thermal management systems and methods |
US5985482A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-16 | Gnb Technologies, Inc. | Snap-on battery heat shield |
CN1311905A (zh) * | 1998-06-17 | 2001-09-05 | C及D技术公司 | 带催化剂、蒸气连通多电池阀调节的铅酸蓄电池 |
US6524747B2 (en) | 1998-06-17 | 2003-02-25 | C&D Charter Holdings, Inc. | Catalyst equipped vapor-communicating multi-cell valve regulated lead-acid battery |
US6118099A (en) * | 1998-11-12 | 2000-09-12 | Daimlerchrysler Corporation | Controller for heating in reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles |
US6077158A (en) * | 1998-11-12 | 2000-06-20 | Daimlerchrysler Corporation | Air handling controller for HVAC system for electric vehicles |
US6082128A (en) * | 1998-11-12 | 2000-07-04 | Daimlerchrysler Corporation | Reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles |
US6138466A (en) * | 1998-11-12 | 2000-10-31 | Daimlerchrysler Corporation | System for cooling electric vehicle batteries |
US6059027A (en) * | 1998-11-12 | 2000-05-09 | Daimlerchrysler Corporation | Anti-fog controller for reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles |
US6089034A (en) * | 1998-11-12 | 2000-07-18 | Daimlerchrysler Corporation | Controller for reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles |
FR2819344B1 (fr) * | 2001-01-05 | 2004-06-18 | Renault | Vehicule comportant une batterie d'accumulateurs refroidie par un dispositif de climatisation |
IL144832A (en) * | 2001-08-09 | 2005-06-19 | Polyrit | Thermal jacket for battery |
US6551740B1 (en) | 2001-10-05 | 2003-04-22 | Ford Motor Company | Battery assembly and a method for cooling a battery assembly |
US20060001399A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-05 | Lembit Salasoo | High temperature battery system for hybrid locomotive and offhighway vehicles |
DE102004043829A1 (de) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Robert Bosch Gmbh | Batteriepack |
DE102004043828B4 (de) * | 2004-09-10 | 2018-09-13 | Robert Bosch Gmbh | Batteriepack |
DE102007010739B4 (de) * | 2007-02-27 | 2009-01-29 | Daimler Ag | Batterie mit einer Wärmeleitplatte |
DE102007010745B4 (de) * | 2007-02-27 | 2009-01-22 | Daimler Ag | Batterie mit einer Wärmeleitplatte |
WO2009062710A1 (de) * | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Behr Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur kühlung einer wärmequelle eines kraftfahrzeugs |
DE102008012705B4 (de) * | 2008-03-05 | 2012-07-12 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung einer Batterie |
FR2934087A3 (fr) * | 2008-07-21 | 2010-01-22 | Renault Sas | Systeme et procede de refroidissement d'une batterie de vehicule electrique, batterie et station de refroidissement d'une batterie |
DE102008056787A1 (de) * | 2008-11-11 | 2010-05-12 | Cord-Henrich Dr. Dustmann | Elektrofahrzeugheizvorrichtung |
ITBO20090427A1 (it) * | 2009-07-02 | 2011-01-03 | Ferrari Spa | Veicolo a trazione elettrica con raffreddamento mediante ciclo frigorifero |
DE102009042774A1 (de) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | Behr Gmbh & Co. Kg | System für ein Kraftfahrzeug zum Erwärmen und/oder Kühlen einer Batterie und eines Kraftfahrzeuginnenraumes |
DE102009043316A1 (de) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Verfahren zur Steuerung der Innenraumtemperatur eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs und Klimaanlagensystem |
CN102055043B (zh) * | 2009-11-10 | 2013-04-17 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电池和电池模块 |
DE102009060860B4 (de) * | 2009-12-30 | 2024-06-27 | Konvekta Aktiengesellschaft | Klimatisierungssystem für ein Fahrzeug sowie Verfahren zum Temperieren |
DE202010001201U1 (de) * | 2010-01-21 | 2011-06-01 | REHAU AG + Co., 95111 | Kühlsystem für die Batterie eines Elektrofahrzeugs |
US8574734B2 (en) * | 2010-06-30 | 2013-11-05 | Nissan North America, Inc. | Vehicle battery temperature control system containing heating device and method |
US8415041B2 (en) * | 2010-06-30 | 2013-04-09 | Nissan North America, Inc. | Vehicle battery temperature control system fluidly coupled to an air-conditioning refrigeration system |
FR2962074B1 (fr) | 2010-07-02 | 2013-04-12 | Renault Sa | Refroidissement d'un bac de batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile. |
DE102011077695A1 (de) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrischer Energiespeicher |
US8852772B2 (en) * | 2011-11-15 | 2014-10-07 | GM Global Technology Operations LLC | Lithium ion battery cooling system comprising dielectric fluid |
WO2013073019A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | 電気機器の冷却装置 |
US9261093B2 (en) * | 2012-08-15 | 2016-02-16 | GM Global Technology Operations LLC | Heater and pump performance diagnostic for a hybrid battery thermal system |
US20140070013A1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-13 | Ford Global Technologies, Llc | Thermal system and method for a vehicle having traction battery |
MX2016003123A (es) * | 2013-09-09 | 2016-05-26 | Univ California | Sistemas, aparatos y metodos de gestion termica de baterias. |
DE102013019373B4 (de) * | 2013-11-19 | 2022-12-15 | Audi Ag | Verfahren zum Betreiben von aus Kraftfahrzeugen ausgebauten Traktionsbatterien in einer stationären Anlage, elektrische Energiepuffervorrichtung für eine stationäre Anlage und Batterieprüfstand |
US9566954B2 (en) * | 2014-03-10 | 2017-02-14 | Max Moskowitz | Vehicular accessory |
US10549729B2 (en) | 2014-03-10 | 2020-02-04 | Max Moskowitz | Vehicular accessory |
US11769919B2 (en) | 2014-03-25 | 2023-09-26 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc | Multi-functional high temperature structure for thermal management and prevention of explosion propagation |
US11569537B2 (en) | 2014-03-25 | 2023-01-31 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc | Multi-functional structure for thermal management and prevention of failure propagation |
US11482744B2 (en) | 2014-03-25 | 2022-10-25 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc | Multi-functional structure for thermal management and prevention of failure propagation |
TWI492437B (zh) * | 2014-04-08 | 2015-07-11 | Go Tech Energy Co Ltd | 用於電池單元間平均分佈溫度的系統 |
US20150291002A1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-10-15 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle cooling system |
US9954260B2 (en) | 2015-03-16 | 2018-04-24 | Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited | Battery system with heat exchange device |
US9533546B2 (en) | 2015-03-16 | 2017-01-03 | Thunder Power Hong Kong Ltd. | Electric vehicle thermal management system |
US10703211B2 (en) | 2015-03-16 | 2020-07-07 | Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited | Battery pack, battery charging station, and charging method |
US10173687B2 (en) | 2015-03-16 | 2019-01-08 | Wellen Sham | Method for recognizing vehicle driver and determining whether driver can start vehicle |
US9550406B2 (en) | 2015-03-16 | 2017-01-24 | Thunder Power Hong Kong Ltd. | Thermal dissipation system of an electric vehicle |
US11052776B2 (en) * | 2015-09-24 | 2021-07-06 | Ford Global Technologies, Llc | Charging station for electrified vehicles |
US20170088007A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Atieva, Inc. | External Auxiliary Thermal Management System for an Electric Vehicle |
US20170088008A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Atieva, Inc. | External Auxiliary Thermal Management System for an Electric Vehicle |
CN110072719B (zh) * | 2016-09-27 | 2023-04-14 | 瑞维安知识产权控股有限责任公司 | 具有电池热存储装置的电动车辆热管理系统 |
CN108346839B (zh) * | 2017-01-22 | 2020-01-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池换热系统 |
US20190041145A1 (en) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Three-way modulating valve for temperature control |
JP6879122B2 (ja) * | 2017-08-24 | 2021-06-02 | 株式会社デンソー | 電池温調装置 |
KR102518184B1 (ko) * | 2017-11-21 | 2023-04-07 | 현대자동차주식회사 | 차량용 고전압배터리의 냉난방시스템 |
JP6717798B2 (ja) * | 2017-12-01 | 2020-07-08 | 株式会社Subaru | 車載充電システム |
JP7059670B2 (ja) * | 2018-02-07 | 2022-04-26 | トヨタ自動車株式会社 | 充電システム |
JP6692845B2 (ja) * | 2018-03-07 | 2020-05-13 | 本田技研工業株式会社 | 車両用熱循環システム |
CN108400406A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-14 | 蔚来汽车有限公司 | 用于充换电站的电池温度控制装置和电动车充换电站 |
US10601080B2 (en) | 2018-05-17 | 2020-03-24 | Vissers Battery Corporation | Devices, systems, and methods to mitigate thermal runaway conditions in molten fluid electrode apparatus |
US10461311B1 (en) | 2018-05-17 | 2019-10-29 | Vissers Battery Corporation | Devices, systems, and methods for molten fluid electrode apparatus management |
US11264603B2 (en) | 2018-05-17 | 2022-03-01 | Vissers Battery Corporation | Molten fluid apparatus with solid non-brittle electrolyte |
US11056680B2 (en) | 2018-05-17 | 2021-07-06 | Vissers Battery Corporation | Molten fluid electrode apparatus |
US10673064B2 (en) | 2018-05-17 | 2020-06-02 | Vissers Battery Corporation | Molten fluid electrode apparatus with solid lithium iodide electrolyte having improved lithium ion transport characteristics |
CN109149013A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-04 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 电动汽车用半导体控温的泵驱两相循环系统及其控制方法 |
SE543330C2 (en) * | 2019-02-26 | 2020-12-01 | Scania Cv Ab | A method of controlling a battery cooling system of a vehicle comprising an electric propulsion engine, and a vehicle |
EP3718897B1 (de) * | 2019-03-20 | 2023-08-09 | Hamilton Sundstrand Corporation | Wärmeregelung von batterien |
US10916818B2 (en) * | 2019-06-21 | 2021-02-09 | Baidu Usa Llc | Self-activating thermal management system for battery pack |
US11597255B2 (en) | 2020-03-25 | 2023-03-07 | Pony Al Inc. | Systems and methods for cooling vehicle components |
DE102020204637A1 (de) * | 2020-04-09 | 2021-10-14 | Mahle International Gmbh | Batterie |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US746289A (en) * | 1901-05-13 | 1903-12-08 | Gould Storage Battery Co | Storage battery. |
DE436922C (de) * | 1923-06-18 | 1926-11-11 | Fried Krupp Akt Ges Germaniawe | Kuehlvorrichtung fuer Akkumulatorenzellen |
US2282923A (en) * | 1940-06-04 | 1942-05-12 | Electric Storage Battery Co | Temperature control of storage batteries |
US2410952A (en) * | 1942-12-28 | 1946-11-12 | Electric Storage Battery Co | Heat transfer construction for electrolytic cells |
US2405144A (en) * | 1943-03-03 | 1946-08-06 | Galvin Mfg Corp | Heating system |
US3309234A (en) * | 1964-11-20 | 1967-03-14 | Don H Rundles | Battery heat control by-pass valve |
-
1974
- 1974-03-27 DE DE19742414758 patent/DE2414758B2/de not_active Ceased
- 1974-12-13 CH CH1663374A patent/CH582958A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-12-19 AT AT1014074A patent/AT348055B/de not_active IP Right Cessation
- 1974-12-27 BG BG028575A patent/BG33439A3/xx unknown
- 1974-12-30 DK DK690674A patent/DK690674A/da unknown
-
1975
- 1975-01-16 NO NO750125A patent/NO148051C/no unknown
- 1975-01-17 SE SE7500537A patent/SE7500537L/xx unknown
- 1975-01-22 GB GB280175A patent/GB1461366A/en not_active Expired
- 1975-01-24 BE BE152688A patent/BE824755A/xx unknown
- 1975-02-10 NL NLAANVRAGE7501561,A patent/NL183745C/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-02-18 FR FR7505015A patent/FR2330153A1/fr active Granted
- 1975-02-27 ES ES435132A patent/ES435132A1/es not_active Expired
- 1975-02-27 IT IT20701/75A patent/IT1033231B/it active
- 1975-03-12 US US05/557,831 patent/US4007315A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-03-25 CA CA223,057A patent/CA1031417A/en not_active Expired
- 1975-03-26 JP JP50036649A patent/JPS50129929A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2474195A1 (fr) * | 1980-01-22 | 1981-07-24 | Comp Generale Electricite | Procede de regulation thermique |
US4332866A (en) | 1980-01-22 | 1982-06-01 | Societe Anonyme Dite: Compagnie Generale D'electricite | Method of temperature regulation |
EP0616913A2 (de) * | 1993-03-24 | 1994-09-28 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Hochtemperaturbatterie |
EP0616913A3 (en) * | 1993-03-24 | 1996-08-07 | Daimler Benz Ag | High-temperature battery. |
DE102008011508A1 (de) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | Volkswagen Ag | Energiespeicher sowie Verfahren zur Herstellung des Energiespeichers |
WO2011147547A1 (de) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Li-Tec Battery Gmbh | Elektroenergiespeicherzelle und -vorrichtung |
WO2018202500A1 (de) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrische energiespeicherzelle |
US11652247B2 (en) | 2017-05-04 | 2023-05-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Electric stored energy source |
CN108016240A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-11 | 荆州市楚泰新能源科技有限公司 | 用于新能源电动客车空调的dc-ac供电电路 |
CN108016240B (zh) * | 2017-12-27 | 2023-07-25 | 荆州市楚泰新能源科技有限公司 | 用于新能源电动客车空调的dc-ac供电电路 |
CN116470176A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-21 | 无锡旭浦能源科技有限公司 | 可快速自动分离储能电池的储能油冷系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2330153A1 (fr) | 1977-05-27 |
NO148051C (no) | 1983-08-10 |
AT348055B (de) | 1979-01-25 |
NO750125L (de) | 1975-09-30 |
GB1461366A (en) | 1977-01-13 |
JPS50129929A (de) | 1975-10-14 |
SE7500537L (de) | 1975-09-29 |
CH582958A5 (de) | 1976-12-15 |
CA1031417A (en) | 1978-05-16 |
NL7501561A (nl) | 1975-09-30 |
BE824755A (fr) | 1975-05-15 |
NL183745C (nl) | 1989-01-02 |
IT1033231B (it) | 1979-07-10 |
NL183745B (nl) | 1988-08-01 |
DE2414758B2 (de) | 1976-04-15 |
DK690674A (de) | 1975-09-28 |
NO148051B (no) | 1983-04-18 |
ES435132A1 (es) | 1977-02-01 |
ATA1014074A (de) | 1978-06-15 |
BG33439A3 (en) | 1983-02-15 |
US4007315A (en) | 1977-02-08 |
FR2330153B1 (de) | 1981-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2414758A1 (de) | Verfahren zur abfuehrung der in den einzelnen zellen eines akkumulators entwickelten waerme | |
DE102020100428B4 (de) | Klimatisierungs- und Batteriekühlanordnung mit hoher Kälteleistung und passiver Batteriekühlung sowie Verfahren zum Betreiben einer Klimatisierungs- und Batteriekühlanordnung | |
DE4408960C1 (de) | Vorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie | |
DE102017220376A1 (de) | Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem solchen Kühlsystem | |
DE69502207T2 (de) | Bimodales Batteriesystem für Elektrofahrzeuge | |
WO2010121832A1 (de) | Kühlmodul | |
DE102013002847B4 (de) | Batterieanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung | |
DE112013004227T5 (de) | Wärmemanagementsystem für Fahrzeug | |
DE102013008801A1 (de) | Fahrzeug, insbesondere Landfahrzeug, und Traktionsbatterie-Temperierungssystem für ein solches | |
DE102009049232A1 (de) | Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug | |
EP3609725B1 (de) | Verfahren zur enteisung eines aussenluftseitigen wärmetauschers eines kraftfahrzeugklimatisierungssystems mit wärmepumpe | |
DE102020107111A1 (de) | Wärmepumpenanordnung für Fahrzeuge mit einem Fahrzeugkabinenheizkreislauf und einem Batterieheizkreislauf | |
DE102011118686A1 (de) | Batterie mit aktiv gekühlter Stromschiene | |
DE102009010145A1 (de) | Batterie mit Ableiteinrichtung | |
DE102015222703A1 (de) | Ladestation zum Aufladen von Energiespeichern von Kraftwagen sowie Speichereinrichtung für einen Kraftwagen | |
WO2016113101A1 (de) | Solarthermisches element zur temperierung eines batteriepacks bei gleichzeitiger verminderung des fahrzeugklimatisierungsbedarfs | |
EP2357102B1 (de) | Heizsystem für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug und Betriebsverfahren | |
DE102013008800A1 (de) | Fahrzeugkühlmittelsystem sowie Fahrzeug mit einem solchen | |
DE102013216104A1 (de) | Verfahren zum Homogenisieren der Temperaturverteilung in den Zellen einer Lithium-Ionen-Batterie für ein Kraftfahrzeug sowie Lithium-Ionen-Batterie für ein Kraftfahrzeug | |
DE10015905A1 (de) | Vorrichtung zur Beheizung von Innenräumen von Kraftfahrzeugen | |
DE102017010274A1 (de) | Batterieanordnung für ein Fahrzeug | |
DE102019132816A1 (de) | Wärmemanagementsystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem solchen | |
DE102011007606A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Homogenisierung der Temperaturverteilung fluidtemperierter Körper | |
DE102017219792A1 (de) | Energiespeichersystem und Verfahren zum Betrieb des Energiespeichersystems | |
DE102014016360A1 (de) | Elektrischer Energiespeicher |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8235 | Patent refused |