DE3501824A1 - Batterie - Google Patents

Batterie

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Description

—if—
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Batterie die eine Mehrzahl von miteinander verbundenen wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzellen aufweist, die sich zur Verwendung als Kraftquelle für ein Elektrofahrzeug eignen, aber nicht darauf beschränkt sind, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Batterie.
Gemäß der Erfindung erfaßt eine Batterie eine Mehrzahl von miteinander verbundenen wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzellen und Unterstützungsmittel, auf welchen die Zellen zur Unterstützung und zum Tragen der Zellen ruhen, wobei die Unterstützungsmittel eine Heizung zum Heizen der Zellen von unten umfassen.
Zellen der fraglichen Art haben im typischen Fall alkalimetallhaltige Anoden, wie Natriumanoden, und Salzschmelzelektrolyten, wie Natriumchloraluminatelektrolyten, wobei die Zellen im Temperaturbereich von etwa 1000C - 5000C betrieben werden können und eine normale Betriebstemperatur im Bereich von etwa 1500C - 4000C haben. Eine Batterie solcher Zellen kann so angeordnet werden, daß sie während der Beladung und der Entladung ihre normale Betriebstemperatur hat, in dem man die Wärme ausnutzt, die gebildet wird, wenn ein Lade- oder Entladestrom über den inneren Widerstand der Zelle fließt. Wenn jedoch die Batterie in kaltem Zustand gestartet wird oder einige Zeit in praktisch nicht betriebsfähigem Zustand gehalten wird, wird eine Wärmequelle benötigt, um die Batterie bei oder über ihrer minimalen Betriebstemperatur zu halten. Dieser Fall tritt häufig auf, wenn z.B. die Batterie für den Antrieb von Elektrofahrzeugen benutzt wird und das Fahrzeug gestanden ist.
Die ünstützungsmittel können einen Sockel umfassen, auf welchem die Zellen ruhen, wobei der Sockel hohl ist, um die Zirkulation von Heizgasen im Inneren des Sockels zu gestatten. Somit hat der Sockel erfindungsgemäß eine lasttragende Funktion, um die Zellen zu tragen und festzuhalten und sie als Batterie zusammenzuhalten, die beispielsweise als Einheit in ein Elektrofahrzeug geladen oder daraus entnommen werden kann, und der Sockel trägt auch zum thermischen Betrieb der Batterie bei, in dem er eine Wärmequelle für die Zellen liefert.
Zur Verwendung in Elektrofahrzeugen sollte der Sockel so leicht und billig wie möglich sein, während er die notwendigen lasttragenden und wärmeversorgenden Eigenschaften hat. Eine hohle, poröse oder wabenartige Metallkonstruktion für den Sockel verleiht diesem die gewünschten Eigenschaften, in Kombination mit einer leichten Wärmeleitung zu den Zellen und leichten Zirkulation von erhitzter Luft oder Verbrennungsgasen im Inneren, zur gleichmäßigen Temperaturverteilung über den Sockel und zu den Zellen.
Der Sockel kann den Boden einer Umhüllung für die Zellen bilden und ein elektrisches Heizelement, das mit den Zellen verbunden ist, umfassen. Die Heizung kann somit elektrisch sein und kann tatsächlich mehrere Heizelemente, die im Sockel liegen, umfassen. Die Umhüllung kann in einem Gehäuse für die Batterie, wie in einem Kasten mit Deckel, angeordnet sein. Dieser Kasten kann eine lasttragende äußere Haut aus relativ dünnem Material haben, wie Blech, und er kann ein Isolationsmaterial, wie teilchenförmiges Isolationsmaterial zwischen dieser äußeren Hülle und einer Innenwand enthalten, welche einen Raum zur Aufnahme der Zellen ergibt.
Anstatt oder zusätzlich zu dem Heizelement kann die Heizung einen Katalysator für die flammlose katalytische Verbrennung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes umfassen. Somit kann gemäß einer Ausführungsform die Batterie ein Heizrohr enthalten, das vom Äußeren des Sockels in das Innere desselben ragt, wobei die Heizleitung vom Sockel zu einem katalytischen umwandler führt, der den Katalysator für die flammlose katalytische Verbrennung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes enthält, und der Sockel kann im Inneren einen Ventilator enthalten, um erhitzte Luft im Inneren des Sockels zu zirkulieren. Bei dieser Ausführungsform kann der Sockel den Boden einer wie oben beschriebenen Umhüllung bilden und diese Umhüllung kann im Innenraum eines Gehäuses angeordnet sein, das, wie oben beschrieben, Isolationsmaterial enthält.
Für ein Elektrofahrzeug kann das Gehäuse oder der Batteriekasten einen integralen oder einheitlichen Teil des Fahrzeugs bilden, wobei der Batteriekasten wie oben beschriebenen einen Deckel hat, um das Einladen oder Entnehmen der Zellen auf ihrem Sockel daraus zu ermöglichen. Das Gehäuse oder der Batteriekasten kann demgemäß eine doppelwandige Konstruktion haben, mit einer Innenwand, die beispielsweise durch geeignet verteilte Abstandshalter von der Außenwand oder der Hülle im Abstand gehalten wird, so daß ein wärmeisolierender Luftraum dazwischen liegt, um die Wärmeverluste zwischen den Wänden zu erniedrigen, wobei dieser Raum gegebenenfalls wie oben beschrieben, Isolationsmaterial enthält und die Außenwand zweckmäßig einen Teil der Fahrzeugkarosserie bildet. Zusätzliches Isolationsmaterial, das teilchenförmig oder in Form von Blöcken sein kann, kann zwischen der Umhüllung, in welcher die Zellen angeordnet sind, und dem äußeren Gehäuse oder dem Kasten vorliegen. Wärmeisolierende Träger können im äußeren Gehäuse oder
dem Kasten vorgesehen sein, um die Zellen auf ihrem Sockel im Inneren des Kastens an Ort und Stelle zu halten und abzustützen, wobei die Träger dazu dienen, die Zellen und den Sockel von der Innenwand des Kastens im Abstand zu halten.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Innenwände des Gehäuses oder des Kastens in Form eines Hohlmantels vorliegen, welcher die Umhüllung für die Zellen bildet, wobei der Mantel einen Sockel umfaßt, der den Boden der Umhüllung darstellt und Wände um die Zellen aufweist. Bei dieser Ausführungsform kann das hohle Innere des Mantels eine Verbrennungskammer umgrenzen, welche den oben erwähnten Katalysator enthält, der im typischen Fall teilchenförmig oder wenigstens porös ist, wobei der Mantel wenigstens einen Einlaß für Brennstoff/Luft/Sauerstoff und wenigstens einen Auslaß, der vom Einlaß in einem Abstand angeordnet ist, für die Verbrennungsgase aufweist.
Der Katalysator kann somit im hohlen Inneren des Sockels enthalten sein, wobei der Sockel einen Einlaß für einen Kohlenwasserstofftreibstoff und Sauerstoff und, im Abstand davon, einen Auslaß für Verbrennungsgase hat, und wobei die Zellen und der Sockel gegebenenfalls in einem äußeren isolierenden Gehäuse, wie oben beschriebenen, angeordnet sind.
In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, daß das Gehäuse oder der Kasten in der Art eines Beckens oder eines Tabletts ausgebildet ist, das einen nach oben offenen Innenraum oder eine Höhlung für den Sockel und die Zellen hat sowie einen oberen Deckel, wobei sich der Mantel quer darüber erstreckt und den Boden und die Seitenwände der Höhlung liefert. Bei dieser Ausführungsform können sich isolierende Träger zwischen dem Mantel und der
äußeren Haut des Gehäuses oder der Kiste unter dem Sockel erstrecken.
Im typischen Fall ist der Raum oder die Höhlung kreisförmig 5 oder vorzugsweise rechteckig, z.B. mit quadratischem Grundriß und hat gleichmäßige Tiefe um einen Sockel von entsprechender Form aufzunehmen, auf dem die Zellen getragen werden. Bei dieser Ausführungsform sind die wärmsten Zellen oder Teile davon im allgemeinen bei Berücksichtigung von Leitung und Konvektion an einer mittleren Stelle an den Oberteilen der Zellen (oder Zellenstapel), während der kälteste Teil oder die kältesten Teile der Zellen im allgemeinen längs des Umfangs des Sockels am Boden der äußeren oder Randzellen sind. Es ist somit erwünscht, den kälteren Teilen der Zellen mehr Wärme zuzuführen als den wärmeren Teilen und die Erfindung umfaßt auch eine ungleichmäßige Verteilung des Katalysators im Sockel, z.B. mehr Katalysator entlang dem Umfang des Sockels oder Bodens des Mantels als woanders. Der Mantel gestattet, den Strom von Kohlenwasserstofftreibstoff, Luft und Verbrennungsgasen durch ihn und enthält porösen Katalysator, wobei das Innere des Mantels gegebenenfalls wiederum eine proÖse oder wabenartige Metallkonstruktion ist, wobei der Boden des Mantels als lasttragender Sockel wirkt und diesen bildet, um die Zellen zu unterstützen und diesen Wärme zuzuführen.
Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Batterie von miteinander verbundenen wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzellen, das darin besteht, daß man die Zellen auf Unterstützungsmitteln lagert, welche Heizmittel umfassen, und die Heizmittel wenigstens intermittierend zum Erhitzen der Zellen von unten benutzt.
Die Unterstützung der Zellen kann auf Trägermitteln erfolgen, welche einen hohlen Sockel umfassen, wobei das Heizen der Zellen durch die Zirkulation von Heizgasen im Inneren des Sockels erfolgt. Das Zirkulieren von Heizgas im Inneren des Sockels kann bewerkstelligt werden, in dem man einen Kohlenwasserstofftreibstoff und Sauerstoff durch einen Einlaß in das Innere des Sockels einführt und in Kontakt mit einem Katalysator im Inneren des Sockels bringt, um die flammlose katalytische Verbrennung des Treibstoffes zu bewirken und erhitzte Verbrennungsgase zu erzeugen, welche den Sockel durch einen Auslaß verlassen, der im Abstand vom Einlaß angeordnet ist.
Statt dessen kann das Zirkulieren von Heizgas im Inneren des Sockels durch einen Ventilator im Sockel inneren erfolgen, der die erhitzte Luft im Inneren des Sockels in Umlauf bringt, wobei das Verfahren das Aufheizen der Luft mittels eines Heizrohres umfaßt, das in das Innere des Sockels ragt und den Sockel mit einem katalytischen Umwandler verbindet, der einen Katalysator zur flamrnlosen katalytischen Umwandlung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes enthält, wobei ein Kohlenwasserstofftreibstoff in den katalytischen Umwandler geführt wird, um die Verbrennung dieses Treibstoffes zu bewirken und Wärme zu erzeugen, die über die Heizleitung in das Innere des Sockels transportiert wird.
Außerdem kann das Heizen der Zellen das Durchleiten eines elektrischen Stroms durch ein elektrisches Heizelement umfassen, das im Sockel liegt und mit den Zellen verbunden ist.
Die Erfindung umfaßt weiter Träger zur Unterstützung und Heizung einer Batterie aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen wiederaufladbaren elektrochemischen
Hochtemperaturzeilen, wobei diese Unterstützungsmittel einen Sockel zum Tragen der Zellen umfassen, wobei der Sockel hohl ist, um das Zirkulieren von Heizgasen im Inneren des Sockels zu gestatten und Heizmittel zum Heizen der Zellen von unten umfaßt.
Die Erfindung wird nun unter beispielsweiser Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es bedeuten:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch das äußere Gehäuse oder den Batteriekasten einer Batterie gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit bei einem Querschnitt ähnlich zu Fig. 1 von Zellen und Sockel der Batterie von Fig. 1 und
Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine andere Batterie gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl iO ein Gehäuse oder einen Batteriekasten, der Teil einer Batterie gemäß der Erfindung ist, wobei der Rest der Batterie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Kasten 10 von Fig. 1 ist ein Batteriegehäuse für ein Elektrofahrzeug in Form eines PKW, wobei das Gehäuse 10 an der Stelle angeordnet ist, wo normalerweise der Kofferraum des Fahrzeugs liegt. Der Kasten 10 hat doppelwandige Konstruktion mit einer Außenwand oder Haut 12 im Abstand von der Innenwand 14, der durch Abstandshalter 15 gebildet wird, um einen wärmeisolierenden Luftraum 16 dazwischen zu bilden.
Die Batterie umfaßt weiter eine Zellenanordnung 18 (siehe auch Fig. 2) auf einem Stützsockel 20 im Kasten 10. Der Sockel 20 hat einen Abstand von der Innenwand 14 des
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Gehäuses 10 durch wärmeisolierende, lasttragende Unterstützungen 22, die als Abstandshalter wirken. Die oberen Platten der Innen- und Außenwand 14, 12 sind unter Bildung eines zu öffnenden oder entfernbaren Deckels 24 für den Kasten 10 verbunden um Zugang zu der Zellenanordnung 18 und deren Sockel 20 zu gestatten, beispielsweise mittels eines Krans, eines Gabelstaplers oder dergleichen. Gewünschtenfalls kann stattdessen aber auch eine Zugangstür in entsprechender Weise für den gleichen Zweck durch eine Seitenwand des Gehäuses oder Kastens 10 vorgesehen sein.
Die Anordnung 18 und der Sockel 20 sind im Inneren des Kastens von einem körnigen, thermisch isolierenden Material 26 umgeben. Das Material 26 ist in mehreren flexiblen Beuteln oder Taschen 28 enthalten, die um die Anordnung 18 und ihren Sockel 20 und zwischen die Stützen 22 gepackt sein können, um die Anordnung 18 und den Sockel 20 thermisch von der Innenwand 14 zu isolieren.
In Fig. 2 werden die gleichen Bezugszahlen für die gleichen Teile verwendet, wenn nichts anderes angegeben ist. Die Anordnung 18 und der Sockel 20 sind genauer in vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Anordnung 18 ist in einer Umhüllung 30 gezeigt, welche Seitenwände und ein Dach, befestigt am Sockel 20, enthält und eine Mehrzahl von elektrisch verbundenen wiederaufladbaren elektroschemischen Hochtemperaturzellen 32 aufweist, von denen bei jeder das untere Ende oder der Boden in einer entsprechend geformten Vertiefung auf der Oberfläche des Sockels 18 ruht, wobei jede Vertiefung mit Material 34 ausgekleidet ist, das ein elektrischer Isolator, jedoch ein guter Wärmeleiter ist.
Das Innere des Sockels 20, das durch eine Hülle 35 von ähnlichem Material wie die Umhüllung 30 gebildet ist,
hat eine hohle, offene,poröse, metallische Wabenkonstruktion, wodurch Luftzirkulation durch ihr Volumen möglich ist. Ein Ventilator 36 für die Luftzirkulation ist im Inneren des Sockels vorgesehen (wobei der Ventilator von der Anordnung 18, wie schematisch gezeigt, oder von einer äußeren Stromquelle angetrieben sein kann) und der Sockel 20 hat auch ein elektrisches Heizelement in Form einer Heizspirale im Inneren, die ebenfalls mit der Anordnung 18, wie gezeigt, oder mit einer äußeren Stromquelle verbunden ist.
Eine Wärmeleitung 40 ist vorgesehen, um Wärme in das Innere oder den Sockel von einer Wärmequelle 42 zu leiten. Das eine Ende des Heizrohres im Inneren des Sockels 20 ist mit Lamellen 44 versehen und führt vom Sockel 20 zur Wärmequelle 42, wo das entgegengesetzte Ende liegt, wobei die Wärmequelle 42 ein katalytischer Umwandler ist, der Katalysator für die flammlose katalytische Verbrennung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes enthält. Dieser katalytische Umwandler enthält einen Palladium-, Platin- oder dergleichen Katalysator 46 auf einer porösen Unterlage, wobei der Umwandler einen Brennstoffeinlaß 48 für einen Kohlenwasserstoffbrennstoff und Luft/Sauerstoff und einen Verbrennungsgasauslaß 50 hat.
In Betrieb erhält das Elektrofahrzeug, in welchem die Batterie angeordnet ist, seinen Antrieb durch die Zellen 32, welche die Anordnung 18 bilden. Der Antrieb des Fahrzeuges bedingt die Entladung der Zellen, die von Zeit zu Zeit wieder aufgeladen werden. Dieses Wiederaufladen kann bewirkt werden, wenn die Zellen 32 an ihrem Platz im Kasten sind, wie in Fig. 1 gezeigt, oder die Anordnung auf ihrem Sockel 20 kann physisch von dem Kasten 10 entfernt werden, um außerhalb des Fahrzeuges aufgeladen zu werden. Eine neue oder wieder geladene Anordnung 18 von Zellen 32 auf ihrem Sockel 20 wird an Stelle der entladenen Zellen in den Kasten 10 eingesetzt.
Normalerweise werden während der Entladung der Zellen 32
beim Gebrauch oder während ihres Aufladens, wenn sie im Kasten 10 angeordnet sind, der Strom, der beim Laden oder Entladen fließt, wegen des Innenwiderstandes der Zellen sie entweder bei ihrer beabsichtigten Betriebstemperatur halten oder wenigstens oberhalb ihrer minimalen Betriebstemperatur, so daß die anschließende normale Benutzung des Fahrzeuges die Zellen auf ihre normale Betriebstemperatur bringen kann. Wenn jedoch das Fahrzeug steht, insbesondere über längere Zeitspannen bei tiefen Umgebungstemperaturen wird vorgesehen, daß eine Form von Temperaturaufrechterhaltung erforderlich ist, um die Zellen bei ihrer minimalen Betriebstemperatur zu halten und vorzugsweise bei ihrer normalen Betriebstemperatur. Diese Heizung wird gemäß der Erfindung über den Sockel 20 vorgesehen. Wenn eine äußere Stromquelle verfügbar ist, erfolgt das Heizen bei stehendem Fahrzeug vorzugsweise über die Spirale 38, wobei die äußere Stromquelle zweckmäßigerweise auch gleichzeitig dazu benutzt wird, die Zellen 32 aufzuladen oder sie wenigstens aufgeladen zu halten.
Wenn jedoch für das Fahrzeug keine äußere Stromquelle zur Verfügung steht, werden der katalytische Umwandler 42 und die Heizleitung 40 benutzt, um entweder die Zellen 32 über ihrer normalen Betriebstemperatur zu halten oder, falls nötig, sie vom kalten Ausgangszustand aufzuheizen, wenn die Temperatur der Zellen 32 auf Umgebungstemperatur (oder jedenfalls unter die minimale Betriebstemperatur) abgefallen ist. Natürlich soll dieses vollständige Abkühlen der Zellen 32 möglichst wenig erfolgen, um Schäden zu vermeiden, die durch Belastung der Zellbestandteile aufgrund der Verfestigung von normalerweise schmelzflussigen Zellkomponenten erfolgen können. Die Verwendung des katalytischen Umwandlers 42 mit einem Platin- oder Palladiumkatalysator 46 erfordert die Verwendung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes hoher Reinheit mit den möglichen damit zusammenhängenden Mehrkosten, es ist jedoch vorgesehen, daß bei richtigem Betrieb des Fahrzeuges die Verwendung des Umwandlers 42 nicht öfter als einige Male im
Jahr notwendig ist, so daß die Kosten dieses Treibstoffes gering sind im Vergleich zu den gesamten Betriebskosten des Fahrzeuges.
Es ist prinzipiell möglich, die Elektrizität aus den Zellen 32 selbst zu verwenden, um die Temperatur der Batterie aufrechtzuerhalten, wenn das Fahrzeug ohne Zugang zu einer äußeren Stromquelle steht, jedoch ist die Verwendung der Elektrizität aus den Zellen 3 2 eine Vergeudung und kann natürlich nicht dazu benutzt werden, um die Batterie von einem Kaltstart aus anzuheizen, wenn die Zellen unterhalb ihrer minimalen Betriebstemperatur sind.
Wenn die Spirale 38 oder das Heizrohr 40 zum Heizen des porösen hohlen Inneren des Sockels 20 verwendet wird, ist vorgesehen, daß der Ventilator 36 verwendet wird, um die erhitzte Luft durch das Innere des Sockels 20 zu zirkulieren und für eine gleichmäßige Verteilung von Wärme zu den verschiedenen Zellen 32 über das Material 34 in den Vertiefungen zu sorgen, in welchen die Zellen angeordnet sind. Der Ventilator kann von einer äußeren Stromquelle, falls verfügbar, angetrieben werden oder nötigenfalls vom Strom aus den Zellen 32, wenn sie über ihrer minimalen Betriebstemperatur sind.
Gemäß der Erfindung ist die Außenwand 12 des Kastens 10 von Figur 1 zweckmäßig Teil der Karosserie , wie ein Kofferraum . Diese Konstruktion (oder ein ähnlicher Zugang durch die Seite des Kastens 10) ermöglicht gewünschtenfalls die vollständige Entfernung der Anordnung 18 und des Sockels 20, falls die Zellen 32 wieder aufgeladen werden müssen. Wenn jedoch die zum Wiederaufladen erforderliche Zeit fehlt oder unbequem ist und eine vollständig geladene Ersatzanordnung 18 auf ihrem Sockel 20 zur Verfügung steht, wird die Anordnung 18 auf ihrem Sockel 20 aus dem Kasten 10 mit einem geeigneten Kran, Gabelstapler oder dergleichen entfernt. Es sei darauf hingewiesen, daß durch Vorliegen des isolierenden Materials 26 in Beuteln oder Taschen 28 die
einfache, saubere und leichte Entfernung desselben während des Ersatzes der Anordnung auf ihrem Sockel und das leichte, schnelle und einfache Wiederpacken desselben an Ort und Stelle, wenn die Ersatz anordnung eingesetzt ist, möglich ist.
Dieses Isoliermaterial zusammen mit den isolierenden Trägern 22 und dem Luftraum 16 ergibt ein äußeres isolierendes Gehäuse für die Zellen und sorgt für die wirksame und effektive Temperaturaufrechterhaltung der Zellen 32, wobei ein Minimum an Heizung notwendig ist, wenn das Fahrzeug steht. 10
Der Kasten 10, als Teil des Fahrzeuges, trägt physikalisch zur Unterstützung der Umhüllung 30 bei, die Zellanordnung am Platz zu halten und ergibt ein Sicherheitsmerkmal im Falle einer Zellschädigung. Auslaufen des Zellinhalts wird vom Rest des Elektrofahrzeuges durch den Kasten isoliert und das körnige Material 26 kann so gewählt werden, daß es absorbierende Eigenschaften hat, wodurch es ausgelaufene Zellbestandteile, absorbieren und festhalten kann, was höhere Sicherheit bedeutet, insbesondere wenn man die potentielle heiße, toxische und korrosive Natur des ausgelaufenen Zellinhalts bei Hochtemperaturzellen der fraglichen Art berücksichtigt.
Wenn der Kasten 10 eine Einheit mit der Karrosserie des Fahrzeuges bildet, hat dies den weiteren Vorteil, daß der Zellenkasten, der normalerweise ein totes Gewicht darstellt, das elektrochemisch nicht zum Betrieb der Zelle beiträgt, jedoch gemäß der Erfindung Teil der Karosserie bilden kann, was mechanisch zur Verstärkung und Verfestigung der Karosserie und des Chassis als Sekundärfunktion beiträgt. Insbesondere hat das Anbringen des Kastens an der Stelle, wo normalerweise der Kofferraum eines Pkw ist, das zusätzliche Sicherheitsmerkmal, daß im allgemeinen Auffahrunfälle von hinten weniger häufig und in der Regel weniger schädlich sind als ein Frontalaufprall und die Zellen mit deren Inhalt an einer Stelle sind, wo sie physisch relativ isoliert vom Rest des Inneren des Fahrzeuges sind.
Neben der Verminderung des Gesamtgewichtes und der Kosten des Fahrzeuges, wenn man den Kasten in einer Einheit mit dem Fahrzeugkörper ausbildet, kann der Luftraum, der durch den Kasten zwischen den Wänden 12, 14 gebildet wird, als Gehäuse für den Ventilatormechanismus, für den katalytischen Umwandler und für verschiedene Sensoren, Kontrollgeräte, elektrische Leitungen, usw. für die Batterie verwendet werden. Dieser Luftraum kann auch zum Kühlen der Batterie benutzt werden, zum Beispiel indem man Klappen, Luftschlitze oder dergleichen anbringt, die als Lufteinlässe und -auslasse zum Luftraum dienen, wodurch der Zugang und die Zirkulation von Luft durch den Luftraum in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeuges gesteuert werden kann, um einen gewünschten Grad der Kühlung zu bewirken. Diese Kühlung kann gegebenenfalls durch eine Zwangskühlung mit einem Ventilator ergänzt werden, der im Luftraum angeordnet ist. Gewünschtenfalls kann Isoliermaterial, wie körniges Isoliermaterial, statt dessen in diesem Hohlraum vorgesehen sein, obwohl darauf hingewiesen sei, daß in Situationen, wo die Aufrechterhaltung der Temperatur kein ernstes Problem ist, der Kasten wenigstens teilweise eine einzige Wand {im Gegensatz zur Doppelwand) haben kann. Es sei auch darauf hingewiesen, daß der abnehmbare oder aufklappbare Deckel der Kiste einen leichten und direkten Zugang für elektrische Anschlußleitungen liefern kann, beispielsweise von einer äußeren Stromquelle, und das Merkmal des Sockels ergibt eine wirksame Unterstützung der Zellen 32 und trägt zu deren thermischen Überwachung und zur Erhitzung bei. Die Verwendung einer Wabenstruktur ergibt sowohl Festigkeit als auch Luft-Zirkulation und wirkt sich positiv auf die Abstützung und die räumliche Festlegung der Zellen 32 im Kasten 10 aus.
In der Fig. 3 bezeichnet die Bezugszahl 5 2 ganz allgemein eine andere Batterie von elektrochemischen Hochtemperaturzellen 32 gemäß der Erfindung. Die Batterie 52 eignet sich wieder zum Beispiel für ein Elektrofahrzeug und soll im Kofferraum enthalten sein. Die Batterie 52 umfaßt ein Batteriegehäuse 5 4 von rechteckigem Querschnitt und hat eine
-Ή-
nach oben offene innere Höhlung 5 6 für die Zellen 32 und einen oberen Deckel 58. Das Gehäuse 54 und der Deckel 58 sind hohl und enthalten körniges Iosliermaterial 60, zum Beispiel ein Zeolith oder ein ähnliches Tectosilikat, das sich aus Sicherheitsgründen zur Absorption von auslaufendem Batterieinhalt im Falle des Unfalles oder ähnlichen Schadens eignet. Der Deckel hat Doppelwandkonstruktion mit einer Innen- und Außenwand 62 aus Blech und das Gehäuse hat entsprechend eine Außenwand 64.
Die Innenwand des Kastens 54 hat die Form eines geschlossenen hohlen Mantels 6 6 mit Metallwänden und einer porösen metallischen Wabeninnenkonstruktion für zusätzliche Festigkeit. Der Mantel 66 ist auf dem Boden des Kastens 12 durch Isoliermaterial 60 unter dem Boden des Mantels 66 abgestützt sowie durch mehrere im Abstand angeordnete Stützteile 68 aus Isoliermaterial.
Der Mantel 66 hat einen Boden 70, der als Sockel zur ünter-Stützung der Zellen 32 sowie als Heizmittel zum Erhitzen dieser von unten dient. Die Wabenkonstruktion dieses Bodens gestaltet die Zirkulation von Heizgasen durch das Innere des Bodens und der Wände des Mantels 66.
Der Mantel 66 enthält einen teilchenförmigen Katalysator zur flammlosen katalytischen Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Treibstoffes. Der Katalysator 71 ist ungleich im Mantel 6 6 verteilt, nämlich konzentrierter bei 72 längs dem Umfang des Bodens oder des Sockels des Mantels, am Boden und an den Seitenwänden des Mantels 66 an den Ecken zwischen diesen Seitenwänden und dem Boden. Die Konzentration des Katalysators nimmt nach und nach über den Sockel oder den Boden des Mantels auf ein Minimum bei 7 4 in der Mitte oder dem zentralen Teil des Sockels ab und auf ein weiteres Minimum bei 76 an den oberen Kanten der Wände des Mantels. Die Konzentration des Katalysators kann in jeder zweckmäßigen Weise variiert werden, zum Beispiel durch geeignetes Verdünnen mit Inertmaterial, dort wo die Konzentration
-yt-
vermindert werden soll.
Der Mantel 66 ist mit einem Einlaß 78 für Luft und Brennstoff und einem Auslaß 80 im Abstand vom Einlaß 78 gezeigt. Erforderlichenfalls können Prallbleche im Inneren des Mantels 66 vorgesehen werden, um einen Fluß von Brennstoff, Luft und/oder Verbrennungsgasen durch das Innere des Mantels 66 entlang verschiedenen Fließwegen vom Einlaß 78 zum Auslaß 80 zu bewirken und das Auftreten von Totpunkten im Mantel zu vermeiden, wo keine Strömung oder keine Verbrennung stattfindet und um eine laminare (stopfenartige) Strömung oder eine Strömung der Gase in Reihe hintereinander her durch das Innere des Mantels bewirken.
Im Betrieb sind die Zellen 32 miteinander zur Batterieanordnung verbunden, die praktisch die gleiche Form haben wie die Umhüllung 56, wobei die Batterieanordnung die Umhüllung einnimmt. Im Betrieb erfordern die Zellen im allgemeinen kein Heizen und können sogar Kühlung erfordern, was bewirkt werden kann, indem man Luft durch den Mantel treibt. Jedoch beim Start oder während oder nach Zeitspannen, wo die Batterie nicht in Gebrauch war, können die Zellen ein Aufheizen bis sie zu ihrer minimalen Betriebstemperatur erfordern. Hierdurch ist die Heizleistung an den kältesten Oberflächenzonen der Zellanordnung erforderlich, das heißt an den unteren auf dem Umfang liegenden Ecken der Umhüllung 56, und die geringste Heizleistung ist erforderlich an der wärmsten Zone der Zellanordnung, nämlich im mittleren oberen Teil derselben.
Im Betrieb wird das Heizen der Batterie 52 durch Einführen von Luft (Sauerstoff) und Kohlenwasserstoff-Treibstoff in den Mantel 66 über den Einlaß 78 bewirkt. Es erfolgt eine flammlose katalytische Verbrennung des Brennstoffes im Mantel an der Oberfläche des Katalysators, was der Batterie Wärme von verhältnismäßig tiefer Temperatur (150 0C bis 450 "C) zuführt. Die Verteilung des Katalysators, die Art und Weise in welcher er im Mantel gepackt ist, die
-w-
Anwendung von Prallblechen und dergleichen sind so ausgewählt, daß die Wärmeerzeugung in verschiedenen Teilen des Mantels wenigstens etwa proportional der Katalysatorkonzentration ist, wobei die größte Wärmeerzeugung bei 72 erfolgt und sich nach und nach durch das Innere des Mantels auf die Minima an den Stellungen bei 7 4 und 7 6 vermindert.
Wie bei den Figuren 1 und 2 gezeigt, hat die Batterie 52 der Figur 3 einen Sockel, auf welchem die Zellen 32 montiert sind, wobei die Zellen und der Sockel in einem äußeren Isoliergehäuse liegen. Der Sockel ist hohl und hat einen Einlaß für Kohlenwasserstoff-Treibstoff und Sauerstoff von einem Auslaß, im Abstand vom Einlaß, für Verbrennungsgase, die Zufuhr von Brennstoff und Sauerstoff (Luft) durch den Einlaß 78 bewirkt, in Verbindung mit den Prallblechen, eine Zirkulation der erhitzten Gase durch das Innere des Sockels zum Auslaß 80.
In den Zellen von Fig. 1 und 2 und nach Fig. 3 bedingt der Betrieb der Batterie in jedem Falle die Abstützung der Zellen auf Abstützmitteln, wobei die Abstützmittel Heizmittel umfassen und die Heizmittel wenigstens intermittierend zum Erhitzen der Zellen von unten benutzt werden. Heizgase werden durch den hohlen Sockel zirkuliert, entweder durch einen Ventilator, der Heißluft zirkuliert, die durch das Heizrohr von Fig. 1 und 2 eingeführt ist, oder lediglich durch Bewegung von Gasen während ihrer Verbrennung vom Einlaß zum Auslaß im Falle der Fig. 3. Erforderlichenfalls kann auch eine elektrische Heizung intermittierend benutzt werden, insbesondere wenn eine äußere Stromquelle zur Verrügung steht. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, daß die Batterie 52 von Fig. 3 ein elektrisches Heizelement 38 ähnlich der Spule 38 von Fig.2 hat, die im Sockel sitzt, der den Boden des Mantels 66 bildet, und die Zellen 32 in jedem Falle mit elektrischen Leitungen 82 verbunden sind. Diese Leitungen 82 sind wiederum mit dem Heizelement 38 verbunden und führen auch zu äußeren Batterieanschlüssen
Wie auch im Fall der Figuren 1 und 2 ist es ein Vorteil der Batterie von Figur 3 bei der Verwendung für Elektrofahrzeuge, daß sie ein sauberes und billiges Heizen einer Hochtemperaturbatterie ermöglicht. Eine sichere Heizung bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen wird mit sauberen Abgasen geliefert. Wegen der vorgesehenen Isolierung wird bei normaler Verwendung ein Erhitzen an einer Stelle, wo die Elektroheizung nicht zur Verfügung steht, nur gelegentlich erforderlich. Wenn sie jedoch erforderlich wird, ist sie wesentlich für die erfolgreiche Verwendung des Fahrzeuges und der Batterie. Für eine gelegentliche Verwendung braucht der erforderliche Treibstoffvorrat nicht groß sein und sollte kein Volumen- oder Lagerungsproblem darstellen.

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE
1. Eine Batterie aus einer Mehrzahl von verbundenen wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzellen (32) und Unterstützungsmittel (20, 70), auf welchen die Zellen zur Unterstützung und zum Tragen der Zellen ruhen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsmittel Heizmittel (38, 42, 71) zum Heizen der Zellen von unten umfassen.
2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Unterstützungsmittel einen Sockel (20,70) umfassen, auf welchem die Zellen ruhen, wobei der Sockel hohl ist, um die Zirkulation von Heizgasen im Inneren des Sockels zu gestatten.
D-8000 München 2 POB 26 02 47
Kabel:
Telefon
Telecopier Infotec Θ400 B
Telex
3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel den Boden einer Umhüllung (30, 40) für die Zellen bildet und ein elektrisches Heizelement (38) umfaßt, das mit den Zellen verbunden ist.
4. Batterie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung einen Katalysator (46, 71) für die flammlose katalytische Verbrennung eines Kohlenwasserstoff treibstoffes umfaßt.
10
5. Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Heizleitung (40) umfaßt, die vom Äußeren des Sockels in sein Inneres ragt, wobei die Heizleitung vom Sockel zu einem katalytischen Umwandler (42) führt, der den Katalysator für die flammlose katalytische Verbrennung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes enthält und der Sockel innen einen Ventilator > (36) zum Zirkulieren der erhitzten Luft im Inneren des
Sockels aufweist.
20
6. Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator im Inneren des Sockels enthalten ist, wobei der Sockel einen Einlaß (78) für einen Kohlenwasserstofftreibstoff und Sauerstoff und einen Auslaß (80), im Abstand vom Einlaß,für Verbrennungsgase aufweist.
7. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen und der Sockel in einem äußeren isolierendem Gehäuse (10, 54) untergebracht sind.
8. Verfahren zum Betrieb einer Batterie von verbundenen, wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzellen
(32) , dadurch gekennzeichnet, daß man die
Zellen auf Unterstützungsmitteln (20, 70) lagert, welche Heizmittel (38, 42, 71) umfassen und die Heizmittel wenigstens intermittierend zum Erhitzen der Zellen von unten benutzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen auf Unterstützungsmitteln gelagert werden, die einen hohlen Sockel (20, 70) umfassen und das Erhitzen der Zellen durch Zirkulieren von Heizgasen im Innern des Sockels erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkulieren von Heizgasen im Inneren des Sockels erfolgt, indem man einen Kohlenwasser-Stofftreibstoff und Sauerstoff durch einen Einlaß (78) in das Innere des Sockels und in Kontakt mit einem Katalysator (71) im Inneren des Sockels bringt und die flammlose katalytische Verbrennung des Treibstoffes bewirkt und erhitzte Verbrennungsgase erzeugt, welche den Sockel durch einen Auslaß (80) verlassen, der in einem Abstand vom Einlaß angeordnet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulation des Heizgases im Inneren des Sockels durch einen Ventilator6) im Inneren des Sockels erfolgt, welcher erhitzte Luft im Inneren des Sockels zirkuliert, wobei man die Luft mittels einer Heizleitung (40), die in das Innere des Sockels ragt, und den Sockel mit einem katalytischen Umwandler (42) verbindet, der einen Katalysator (46) zur flammlosen katalytischen Umwandlung eines Kohlenwasserstofftreibstoffes enthält, erhitzt , wobei ein Kohlenwasserstofftreibstoff in den katalytischen Umwandler geführt wird, um die Verbrennung dieses Treibstoffes zu bewirken und Wärme zu erzeugen, die über die Heizleitung in das Innere des Sockels transportiert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizen der Zellen das Durchführen eines elektrischen Stroms durch ein elektrisches Heizelement (38) umfaßt, welches im Sockel angeordnet und mit den Zellen verbunden ist.
13. Unterstützungsmittel (20, 70) zum Tragen und Erhitzen einer Batterie aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzellen (32), dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsmittel einen Sockel (20, 70) zum Tragen der Zellen umfassen, wobei der Sockel hohl ist, um das Zirkulieren von Heizgasen im Inneren des Sockels zu gestatten und Heizmittel (38, 42, 71) zum Heizen der Zellen von unten umfaßt.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8715708D0 (en) * 1987-07-03 1987-08-12 Chloride Silent Power Ltd Batteries
GB8812586D0 (en) * 1988-05-27 1988-06-29 Lilliwyte Sa Electrochemical cell
JP2738455B2 (ja) * 1989-11-10 1998-04-08 日本碍子株式会社 高温型電池装置
DE4013269A1 (de) * 1990-04-26 1991-10-31 Abb Patent Gmbh Hochtemperaturspeicherbatterie
GB2248139A (en) * 1990-08-07 1992-03-25 Chloride Silent Power Ltd High temperature battery terminal provided with heat dissipator to prevent damage to cable insulation
US5449571A (en) * 1993-11-29 1995-09-12 Store Heat And Produce Energy, Inc. Encapsulations for thermal management system for battery
DE69509117D1 (de) * 1994-11-28 1999-05-20 Chartec Lab As VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR STEUERUNG DER BATTERIETEMPERATUR WaHREND DES AUF-/ENTLADENS
US5993992A (en) * 1997-06-25 1999-11-30 Norvik Traction Inc. Battery pack with connecting battery modules
ATE354969T1 (de) * 2001-03-13 2006-03-15 Kellog Co Belüftete nahrungsmittelkomponente
DE10134145B4 (de) * 2001-07-13 2015-05-28 Daimler Ag Feuerhemmendes Batteriegehäuse
JP4960042B2 (ja) * 2006-08-28 2012-06-27 プライムアースＥｖエナジー株式会社 ヒータ付き組電池構造体
CN202997003U (zh) * 2009-12-04 2013-06-12 三洋电机株式会社 蓄电单元、发电系统及充放电系统
DE102010013150A1 (de) * 2010-03-27 2011-09-29 Volkswagen Ag Vorrichtung zur thermischen Isolierung mindestens einer Fahrzeugbatterie
US8632923B2 (en) * 2010-07-02 2014-01-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR101252944B1 (ko) * 2011-03-08 2013-04-15 로베르트 보쉬 게엠베하 방열 특성이 향상된 배터리 팩
US9083027B2 (en) 2011-03-09 2015-07-14 Schlumberger Technology Corporation Point contact thermal isolation
JP5617746B2 (ja) * 2011-04-07 2014-11-05 住友電気工業株式会社 閉鎖型溶融塩組電池
US9276299B2 (en) * 2012-01-30 2016-03-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle
FR2991548B1 (fr) * 2012-06-04 2016-03-11 Valeo Etudes Electroniques Dispositif et procede de maintien a temperature de fonctionnement d'une batterie
KR20140139188A (ko) * 2013-05-27 2014-12-05 주식회사 엘지화학 열선이 장착되어 있는 전지셀 트레이
AU2017213598B2 (en) * 2016-08-16 2023-01-05 The Raymond Corporation Cold storage charging system and method
US10272758B2 (en) * 2016-11-02 2019-04-30 Proterra Inc. Battery system of an electric vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2666091A (en) * 1951-04-12 1954-01-12 Emmet L Martin Electric storage battery for use in extreme climates
DE2643903A1 (de) * 1976-09-29 1978-03-30 Boris Dipl Ing Koleff Einrichtung an einer akkumulator- batterie
US4095938A (en) * 1977-03-21 1978-06-20 Mikaila Joseph J Arctic vehicle battery heater

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2410952A (en) * 1942-12-28 1946-11-12 Electric Storage Battery Co Heat transfer construction for electrolytic cells
GB802125A (en) * 1956-03-16 1958-10-01 Napier & Son Ltd Electric batteries
GB894555A (en) * 1958-06-11 1962-04-26 Lansing Bagnall Ltd Improvements in or relating to storage batteries for electric traction
US3110633A (en) * 1961-05-03 1963-11-12 Woodward D Bachmann Temperature-sustaining apparatus for automobiles
GB1204789A (en) * 1967-03-02 1970-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Storage battery
GB1230591A (de) * 1967-10-14 1971-05-05
GB1391183A (en) * 1972-02-17 1975-04-16 Haines W J M Games courts
JPS4912329A (de) * 1972-05-16 1974-02-02
DE2416807A1 (de) * 1974-04-06 1975-10-23 Daimler Benz Ag Waermeschutz fuer einen fahrzeug-akkumulator
DE2645261A1 (de) * 1976-10-07 1978-04-13 Varta Batterie Wiederaufladbarer hochtemperaturakkumulator
DE2819600C2 (de) * 1978-05-05 1983-03-17 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Elektrochemische Speicherbatterie
US4189527A (en) * 1979-01-17 1980-02-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Spherical heat pipe metal-hydrogen cell
FR2474195A1 (fr) * 1980-01-22 1981-07-24 Comp Generale Electricite Procede de regulation thermique
GB2081000B (en) * 1980-07-23 1984-01-18 Chloride Silent Power Ltd Controlling the temperature of eg sodium-sulphur batteries
AU7309281A (en) * 1980-07-23 1982-01-28 Chloride Silent Power Ltd. Electrochemical storage batteries and modules therefor
DE3118693A1 (de) * 1981-05-12 1982-12-02 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim "hochtemperaturbatterie"
DE3401794A1 (de) * 1983-01-26 1984-07-26 South African Inventions Development Corp., Pretoria, Transvaal Stromspeicherbatterie

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2666091A (en) * 1951-04-12 1954-01-12 Emmet L Martin Electric storage battery for use in extreme climates
DE2643903A1 (de) * 1976-09-29 1978-03-30 Boris Dipl Ing Koleff Einrichtung an einer akkumulator- batterie
US4095938A (en) * 1977-03-21 1978-06-20 Mikaila Joseph J Arctic vehicle battery heater

Also Published As

Publication number Publication date
US4585712A (en) 1986-04-29
GB2153136B (en) 1987-03-18
FR2558650B1 (fr) 1990-12-14
GB2153136A (en) 1985-08-14
JPH081815B2 (ja) 1996-01-10
FR2558650A1 (fr) 1985-07-26
JPS60163386A (ja) 1985-08-26
GB8501052D0 (en) 1985-02-20
DE3501824C2 (de) 1995-04-13

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