DE4446257A1 - Gekühlte Fahrbatterie für ein Elektrofahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrbatterie gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen, sogenannten alkalischen, Nickel-Kadmium-Bat­ terien kommt es darauf an, die Zellentemperatur einheitlich auf höchstens 323 K (50°C) zu halten. Im Vergleich mit der Luftkühlung der ganzen Batterie verhilft die Wasserkühlung ihrer dann dichter gepackten Zellen zu einer einheitlichen Zellentemperatur und zu einem geringeren Platzbedarf für die Batterie im Fahrzeug.

Die übliche Wasserkühlung der (bis zu 300) Einzelzellen der Batterie erfolgt mittels eines wassergefüllten Doppelmantels jeder Zelle und Wasserschläuchen, welche die Doppelmäntel miteinander verbinden.

Daraus ergeben sich ein verhältnismäßig hoher Aufwand zur Batteriewartung und Schwierigkeiten der Dichthaltung des Wasserkreislaufes neben höheren Gestehungskosten jeder Zelle wegen des zweiten (Außen-)Mantels.

Diese Nachteile vermeidet ebenso wie die Nachteile der am meisten angewandten Luftkühlung die Fahrbatterie gemäß An­ spruch 1 mit dessen kennzeichnenden Merkmalen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fahrbat­ terie sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden ist die Erfindung anhand einer durch die Zeich­ nung beispielhaft dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrbatterie im Einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen waagrechten Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 durch die Batterie und

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Batterie.

Im Ausführungsbeispiel weist die erfindungsgemäße Fahrbatterie fünf im wesentlichen gleiche Abteilungen auf, in denen in je neun Zeilen und drei Spalten je drei bzw. maximal neun Zellen 10 mit flacher Quaderform waagrecht gestapelt sind. - Die elektrische Reihenschaltung der Zellen 10 und Leiterbahnen 12 zur elektrischen Verbindung der Abteilungen miteinander und zum elektrischen Anschluß von Batterieklemmen sind auf übliche Weise ausgeführt.

Die Zellen 10 jeder Abteilung wie der in Fig. 1 stellver­ tretend gezeigten liegen mit ihren ebenen rechteckigen Ein­ fach-Mänteln 14 entweder einander an zwei benachbarten Schmal- bzw. Breitseiten derselben oder mit wenigstens einer dieser Seiten einer ebenen Innenfläche 16 eines im wesentlichen quaderförmigen Kastens 18 der Batterie in einem einheitlichen senkrechten Abstand zwischen drei und fünf Millimetern gegen­ über, welcher mittels mehrerer einstückiger Abstandshalter 20 gehalten wird, die je aus ebenen, rechteckigen Leisten 22 be­ stehen, die senkrecht zueinander liegen und ein Kreuz-, T- oder L-förmiges Profil bilden, dessen relativ geringe Quer­ abmessungen bei noch kleinerer Materialstärke einen Zwischen­ raum 24 ergibt, der aus vielen zusammenhängenden, flachen Kanälen 26 besteht, die sich in jeder Abteilung zwischen den Zellen 10 sowie zwischen den randständigen von ihnen und der Innenfläche 15 des Kastens 18 erstrecken. Zwischen einander benachbarten Abteilungen der Batterie, also in jedem Raum 28, der die Poleverbindungen enthält, ist eine Flüssigkeitsströmung auch quer zur Hauptströmungsrichtung (parallel zu den langen Leisten 22) möglich, so daß die Böden der Zellen- Mäntel 14 ebenfalls gekühlt werden.

Die Temperierung der vorgesehenen Fluorwasserstoff-Flüssigkeit als Kühlmedium, das an der Außenseite einer Endabteilung ein­ strömt und an der Außenseite der anderen Endabteilung gesam­ melt sowie am Batteriekasten 18 entlang rückgeführt wird, geschieht mittels eines in Fig. 2 angedeuteten Kühlaggregates 30, hauptsächlich bestehend aus einem lüftergekühlten Luft- Flüssigkeits-Wärmetauscher.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsgekühlte Fahrbatterie von elektrischen Akku­ mulator-Zellen für ein Elektrofahrzeug, welche gasdicht ver­ schlossen und äußerlich flüssigkeitsleitend miteinander ver­ bunden sowie in einem, in einen Flüssigkeitskreislauf gelegten Batterie-Kasten zusammengefaßt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in mehreren Stapelebenen je zeilen- und spaltenweise im wesentlichen als Block im Kasten (18) angeordneten Zellen (10) durch streckenweise angeordnete Ab­ standshalter (20) zwischen den Zellenmänteln (14) untereinan­ der sowie zwischen diesen und der Kastenwandung (16) in einem, insbesondere einheitlichen, Millimeter-Abstand voneinander im flüssigkeitsdichten Kasten (18) gelagert sind, so daß eine geteilte Durchströmung des in sich vielfach zusammenhängenden Zwischenraum (24) im Kasten mittels der darin enthaltenen Kühlflüssigkeit möglich ist.

2. Fahrbatterie nach Anspruch 1, deren gleiche Zellen haupt­ sächlich quaderförmig sind, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Abstandshalter (20) aus mindestens zwei, insbesondere rechteckigen, ebenen Leisten (22) besteht, die senkrecht zueinander angeordnet sind und dadurch wenigstens einen Aufnahmeraum für eine bis acht Zellenecken bildet.

3. Fahrbatterie nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Fluorwasserstoff-Flüssigkeit oder Mineralöl als Kühlmedium.

4. Fahrbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige senkrechte Abstand der Zellenmäntel (14) voneinander bzw. von der Kastenwandung (16) ungefähr vier Millimeter beträgt.

5. Fahrbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Spalte aufgereihten Zellen (10) jeder Block-Abteilung (Fig. 1) in einer Stapelebene mittels elektrischer Reihenschaltung mechanisch starr verbunden sind, und daß die Abstandshalter für eine solche Reihe Zellen (10) zusammenhängen und ein durchbrochenes Gehäuse bilden.

6. Fahrbatterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse für die Zellen (10) einer Abteilungsspalte mittels eines einrastbaren Handgriffes aus dem Kasten (18) entnehmbar ist.