DE8814571U1 - Battery with pole-side heat dissipation device - Google Patents
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Description
Battori' mil. polseiLiyer Viii &igr;. nuuxbl. ühi &ogr; i. in ichlunqBattori' mil. polseiLiyer Viii &igr;. nuuxbl. ühi &ogr; i. in ichlunq
Dip Kr" f i ndunq betrifft oiriR BnI I "t if1 mit Wa &igr; mnab f :i\\\i c i &eegr;
' rieht ur;q qnmaü dem Ol ir-rhnqr i f f 'Ins Anspruchs I .Dip Kr" fi ndunq concerns oiriR BnI I "t if 1 with Wa &igr; mnab f :i\\\ic i &eegr;
' rieht ur;q qnmaü the Ol ir-rhnqr iff 'Ins claim I .
Bekannte Batterien der gattungsgemäßen Art sind üblicherweise derart ausgebildet, daß sie innerhalb eines Gehäuses einzelne Zellenplatten aufweisen, die durch einen internen IQ Verbinder zu einem Zellenpaket zusammengef.ißt und mit nach außen geführten tsatteriepoien verbunden sind.Known batteries of the generic type are usually designed in such a way that they have individual cell plates within a housing, which are joined together to form a cell package by an internal IQ connector and are connected to externally led battery poles.
Bei derartigen Batterien führen die immer stärker steigenden Leistungsanforderungen in den verschiedenen Einsatzbereichen vermehrt zu der Notwendigkeit, die bei der Leistungsabgabe in der Batterie erzeugte Wärme nach außen abzuführen .With such batteries, the ever-increasing performance requirements in the various areas of application are increasingly leading to the need to dissipate the heat generated in the battery during power output to the outside.
Die bisher zu diesem Zweck entwickelten Konstruktionen basieren auf dem Grundgedanken, die Wärme mittels Kühlschlangen, die durch die einzelnen Batteriezellen geführt sind, nach außen abzuleiten. Eine derartige Maßnahme ist jedoch konstruktiv relativ aufwendig und somit teuer. Außerdem besteht der Nachteil, daß es nicht !sehr möglich ist t eine derartige Wärmeabführeinrichtung mit vertretbarem Aufwand nachträglich an der Batterie anzubringen.The designs developed for this purpose so far are based on the basic idea of dissipating the heat to the outside by means of cooling coils that run through the individual battery cells. However, such a measure is relatively complex in terms of construction and therefore expensive. Another disadvantage is that it is not very possible to subsequently attach such a heat dissipation device to the battery with reasonable effort.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Beseitigung der geschilderten Nachteile eine einfache, aber gleichwohl wirksame Wärmeabführeinrichtung für Batterien zu schaffen, din auch nachträglich anbringbar ist und nach Möglichkeit keine konstruktiven Änderungen an den Batteriezellen erfordert.The invention is therefore based on the object of creating a simple but nevertheless effective heat dissipation device for batteries in order to eliminate the disadvantages described, which can also be retrofitted and, if possible, does not require any structural changes to the battery cells.
Diese Aufgabe wird bei der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved in the invention by the features of claim 1. Advantageous embodiments of this are described in the further claims.
Dor er &Pgr; iidungsgemüß geschaffenen Wärmeabführeinrichtung für Batterien lif'jt der Gedanke zugrunde, die Wärmeabfuhr bzw. Wärmeableitung polseitig an der Batterie bzw. an -jeder ' einzelnen Hai herie/.el &iacgr; e vorzusehen. Im einzelnen ist hierbei die Ausgestaltung derart getroffen, daß wenigstens ein Pol der Batterie als Wärmeabführelement ausgebildet ist, das mit dem Plattenpaket innerhalb der Zelle in Wärmeleitverbindung steht und die in der Batterie bei deren Leistungsabgabe erzeugte Wärme nach außen abführt.The heat dissipation device for batteries created in accordance with the invention is based on the idea of providing heat dissipation or heat dissipation on the pole side of the battery or on each individual cell. In detail, the design is such that at least one pole of the battery is designed as a heat dissipation element, which is in thermal connection with the plate pack inside the cell and dissipates the heat generated in the battery when it delivers power to the outside.
Bei einer solchermaßen erfindungsgemäß ausgestalteten Batterie wird das Zellenpaket innerhalb der Batteriezelle als Wärmeleiter benutzt, der die Wärme über den oder die Batteriepole gleichsam automatisch, jedoch mit höchster Wirksamkeit nach außen führt. Als Abführwärmeleiter wird die Polschraube bzw. Polmutter, je nach Ausführung des Batteriepols, genutzt. So ist demgemäß bei einer bevorzugten Ausführungsform das Wärmeabführelement in die Polschraube der Batteriezelle integriert bzw. einstückig mit dieser ausgebildet, wobei die Polschraube in den hohl ausgestalteten, mit Innengewinde versehenen Batteriepol einschraubbar ist.In a battery designed in accordance with the invention in this way, the cell pack within the battery cell is used as a heat conductor, which conducts the heat to the outside via the battery pole(s) automatically, but with the greatest possible effectiveness. The pole screw or pole nut, depending on the design of the battery pole, is used as the heat dissipation conductor. Accordingly, in a preferred embodiment, the heat dissipation element is integrated into the pole screw of the battery cell or is formed as one piece with it, whereby the pole screw can be screwed into the hollow battery pole with an internal thread.
Stattdessen ist es erfindungsgemäß auch möglich, das War
meabführelement in die Polmutter zu integrieren bzw. einstückig mit dieser auszubilden. In diesem Fall ist dann die
Polmutter auf den stiftartig ausgestalteten, mit Außengewinde versehenen Batteriepol aufschraubbar.Instead, it is also possible according to the invention to
The discharge element is to be integrated into the pole nut or formed as one piece with it. In this case, the pole nut can be screwed onto the pin-shaped battery pole with an external thread.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Wärmeabführelement als Wärmetauscher ausgebildet ist. In diesem Fall ist dann die Polschraube bzw. Polmutter selbst als Wärmetauscher ausgestaltet, um den erwünschten Wärmeabfuhr- bzw. Kühleffekt zu erreichen bzw. zusätzlich zu verstärken.It is within the scope of the invention that the heat dissipation element is designed as a heat exchanger. In this case, the pole screw or pole nut itself is designed as a heat exchanger in order to achieve or further enhance the desired heat dissipation or cooling effect.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, das Wärmeabführelement mit einer großen Oberfläche zu versehen. Hierbei entsprichtAccording to the invention, it is also possible to provide the heat dissipation element with a large surface.
es finer vorteilhnften Ausgestaltung, wenn das Wänneab' Mir
eloment oberseitig Kühlrippen aufweist. Der hierdurch erzielta
Kühleffekt kann noch verstärk) werden, wenn die ubdie
?oischr.iube bzw. Polmutter abgegebene Wärme mittels eiit is a more advantageous design if the Wänneab' Mir
element has cooling fins on the top. The cooling effect achieved by this can be further enhanced if the heat given off by the screw or pole nut is
<o lies Luftstroms abtransportiert wird, den ni.m über die BaI teriezellen hinwegstreichen läßt. <o lies is transported away by the air stream that passes over the bacterial cells.
Die erfindungsgemäß vorgesehene polseitige Wärmeabfuhr bei der Batterie weist den Vorteil auf, daß sie außerordentlich wirksam ist, sich jedoch konstruktiv einfach verwirklichen läßt. Von besonderem Vorteil ist außerdem, daß keine konstruktiven Veränderungen an den Batteriezellen vorgenommen werden müssen, sondern daß ganz einfach durch einen Austausch der üblichen Polmutter bzw. Polschraube gegen die erfindungsgemäß ausgebildete Polmutter bzw. Polschraube die Wärme aus den Batteriezellen abgeleitet werden kann. Es kann somit die erfindungsgemäße Wärmeabführeinrichtung auch noch nachträglich an den Batterien angebracht werden.The heat dissipation on the pole side of the battery provided according to the invention has the advantage that it is extremely effective, but can be implemented in a structurally simple manner. Another particular advantage is that no structural changes have to be made to the battery cells, but that the heat can be dissipated from the battery cells quite simply by replacing the usual pole nut or pole screw with the pole nut or pole screw designed according to the invention. The heat dissipation device according to the invention can therefore also be subsequently attached to the batteries.
Die Erfindung wird im folgenden in Form bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:The invention is explained in more detail below in the form of preferred embodiments with reference to the drawing. This shows:
Fig. 1 schematisch im Schnitt eine bei einer Batterie vorgesehene polseitige Wärmeabführeinrichtung inFig. 1 shows a schematic cross-section of a pole-side heat dissipation device provided for a battery in
Form einer speziell ausgestalteten Polschraube undForm of a specially designed pole screw and
Fig. 2 in Form einer speziell ausgestalteten Polmutter.Fig. 2 in the form of a specially designed pole nut.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, gelangt die dargestellte polseitige Wärmeabführeinrichtung bei einer Batterie 1 zur Anwendung, die aus einer einzelnen Zelle 2 - oder auch aus mehreren zusammengeschalteten Zellen 2 - gebildet ist. Jede Batteriezelle 2 weist ein Gehäuse auf, das durch einen Deckel 3, Seitenwände 4 sowie einen nicht dargestellten Boden gebildet ist und parallel nebeneinander angeordneteAs can be seen from the drawing, the pole-side heat dissipation device shown is used in a battery 1 that is made up of a single cell 2 - or of several cells 2 connected together. Each battery cell 2 has a housing that is made up of a cover 3, side walls 4 and a base (not shown) and has parallel, side-by-side
'/el J.enp 1 ;i t;t on 5 unisch 1 i e:it . Diese sind durch &EEacgr; neu int.ernr-n'/el J.enp 1 ;i t;t on 5 unisch 1 i e:it . These are newly int.ernr-n by &EEacgr;
Verbinder 6 in der d,i ryes t.el .1 ten Weise zu einem
Platteiip^.^äL z.uioiiriierujef aßt urid mit dom jewei.l i.'jen
Bat.toriep'> I 7 verbunden.
hConnector 6 is connected in the third manner to a plate connector and to the respective battery terminal 7.
H
Der Batteriepol 7 ist durch den Zellerideckel 3 hindurch nach außen geführt und beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. "! als hohle Fassung ausgestaltet, die ein Innengewinde 8 aufweist.The battery pole 7 is led out through the cell cover 3 and in the embodiment according to Fig. "! is designed as a hollow socket which has an internal thread 8.
UiVi &iacgr;&idiagr;&Iacgr;«&idiagr;"&igr;&idiagr;."&thgr;&khgr;."&bgr; Zellen 2 zu einer. Batterie 1 zusammenschalten zu künnen, ist außerdem ein platten- oder stegförmiger Zellenverbinder 9 vorgesehen, der eine dem Bohrungsdurchmesser des Batteriepols 7 entsprechend großa Durchbrechung 10 aufweist und der beim Zusammenschalten mehrerer Zellen 2 zu einer Batterie I entsprechende Batteriepole 7 gleicher Polarität miteinander verbindet.In order to be able to connect several cells 2 together to form a battery 1, a plate-shaped or web-shaped cell connector 9 is also provided, which has an opening 10 corresponding to the diameter of the bore of the battery pole 7 and which connects corresponding battery poles 7 of the same polarity to one another when several cells 2 are connected together to form a battery 1.
Zum Festlegen des Zelleriverbinders 9 am Batteriepol 7 ist eine Polschraube 11 vorgesehen. Diese weist einen Schraubenkopf 12 mit einem unterseitig hieran angeformten Schaft 13 mit Außengewinde 14 auf, wobei der Schaft 13 mit seinem Außengewinde 14 in der dargestellten Weise i.i den Batterienol-T - oie Durc^brechun*"1 10 ^&OHacgr;&sgr; Z^il^nv^^binii^srs 9 durch— 5 setzend, einschraubbar ist.A terminal screw 11 is provided for securing the cell connector 9 to the battery terminal 7. This has a screw head 12 with a shaft 13 with an external thread 14 formed on the underside, whereby the shaft 13 with its external thread 14 can be screwed into the battery terminal 9 by passing through the opening 5 in the manner shown.
Die Polschraube 11 ist als Wärmeabführelement ausgestaltet. Zu diesem Zweck ist der Kopf 12 der Polschraube 11 als Wärmetauscher ausgfciiildet, um dadurch zu gewährleissten, daß die in der Batterie 1 bei deren Leistungsabgabe erzeugte Wärme wirkungsvoll nach außen abgeführt wird. Diese Wärmeabfuhr erfolgt dadurch, daß die Wärme mittels Wärmeleitung von den Zellenplatten 5 über den internen Verbinder &idiagr; und den Batteriepol 7 zur Polschraube 11 geleitet wird, wcbei die vom Schaft 13 der Polschraube 11 aufgenommen -urme direkt zum Wärmetauscher 12 geführt wird, in dem die Wärme nach außen abgeführt wird.The pole screw 11 is designed as a heat dissipation element. For this purpose, the head 12 of the pole screw 11 is designed as a heat exchanger in order to ensure that the heat generated in the battery 1 when it delivers power is effectively dissipated to the outside. This heat dissipation takes place in that the heat is conducted by means of thermal conduction from the cell plates 5 via the internal connector 6 and the battery pole 7 to the pole screw 11, whereby the heat absorbed by the shaft 13 of the pole screw 11 is led directly to the heat exchanger 12, in which the heat is dissipated to the outside.
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Der Wärmetauscher 12 kann in seinem Innern jede übliche Ausgestaltung aufweisen, die dem erstrebten Wärmetauschzweck dient, wobei verschiedene bekannte Konstruktionen zur Verfügung stehen.The heat exchanger 12 can have any conventional design in its interior that serves the desired heat exchange purpose, with various known designs being available.
Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der aus dem Zellendeckel 3 der Batteriezelle 2 herausgeführte Batteriepol 15 stiftartig ausgestaltet und mit einem Außengewinde 16 versehen, auf den eine entsprechend ausgestaltete Polmutter 17, die eine Sackbohrung 18 mit Innengewinde 19 aufweist, aufgeschraubt werden kann.In the modified embodiment according to Fig. 2, the battery pole 15 leading out of the cell cover 3 of the battery cell 2 is designed like a pin and is provided with an external thread 16 onto which a correspondingly designed pole nut 17, which has a blind hole 18 with an internal thread 19, can be screwed.
Auch bei dieser Ausführungsform ist der Kopf 20 der Polmutter 17 als Wärmeabführelement ausgestaltet, um die in der Batteriezelle 2 bei deren Leistungsabgabe erzeugte Wärme mittels Wärmeleitung von den Zellenplatten 5 über den internen Verbinder 6, den Batteriepol 15 und die Polmutter 17 bzw. deren Wärmetauscher 20 nach außen abzuführen. Wie dargestellt, weist der als Wärmetauscher dienende Kopf 20 der Polmutter 17 eine besonders große Oberfläche spezieller Ausgestaltung auf, und zwar in Form von oberseitig vorgesehenen Kühlrippen 21 , die im parallelen Abstand zueinander abgeordnet sind. Der hierdurch erzielte Kühleffekt läßt sich noch dadurch verstärken, daß oberhalb der Kühlrippen 21 ein Luftstrom vorbeigeführt werden kann, und zwar entweder in Richtung des Pfeils 22 oder quer hierzu.In this embodiment, too, the head 20 of the pole nut 17 is designed as a heat dissipation element in order to dissipate the heat generated in the battery cell 2 when it delivers power by means of heat conduction from the cell plates 5 via the internal connector 6, the battery pole 15 and the pole nut 17 or its heat exchanger 20 to the outside. As shown, the head 20 of the pole nut 17, which serves as a heat exchanger, has a particularly large surface area of a special design, namely in the form of cooling fins 21 provided on the top, which are arranged at a parallel distance from one another. The cooling effect achieved in this way can be further enhanced by allowing an air flow to pass above the cooling fins 21, either in the direction of the arrow 22 or transversely thereto.
Dor besondere Vorteil der beschriebenen Wärmeabführeinrichtungen liegt nicht nur in deren großer Wirksamkeit, sondern auch darin, daß diese noch nachträglich bei vorhandenen Batterien angebracht werden kann, indem ganz einfach die jeweilige Polschraube bzw. Polmutter durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Polschraube 11 bzw. Polmutter 17 ausgetauscht wird.The particular advantage of the heat dissipation devices described lies not only in their great effectiveness, but also in the fact that they can be subsequently attached to existing batteries by simply replacing the respective pole screw or pole nut with the pole screw 11 or pole nut 17 designed according to the invention.
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Je nach dem Ausmaß der gewünschten Wärmeabfuhr ist es selbstverständlich möglich, entweder nur jeweils einen einzigen oder aber sämtliche Pole der Zelle 2 bzw. der Batterie 1 mit der beschriebenen Wärmeabführeinrichtung zu versehen. Außerdem können auch die beiden Pole einer Zelle 2 mit unterschiedlichen Wärmeabführelementen versehen werden, d.h. also, daß beispielsweise bei den beiden Polen einer Zelle 2 die beschriebenen zwei Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 in Kombination miteinander vorgesehen werden können. Depending on the extent of the desired heat dissipation, it is of course possible to provide either just one or all of the poles of the cell 2 or the battery 1 with the described heat dissipation device. In addition, the two poles of a cell 2 can also be provided with different heat dissipation elements, i.e., for example, the two embodiments described according to Fig. 1 and 2 can be provided in combination with one another for the two poles of a cell 2.
Hinsichtlich vorstehend nicht im einzelnen beschriebener weiterer Merkmale der Erfindung wird im übrigen ausdrücklich
auf die Ansprüche sowie die Zeichnung verwiesen.
15With regard to further features of the invention not described in detail above, express reference is made to the claims and the drawings.
15
Claims (6)
Behringstraße 13SAFT Accumulators and Batteries GmbH
Behringstrasse 13
10 Protection claims:
10
daß wenigstens ein Pol (7; 15) der Batterie (1) als Wärme^bführelement (12; 20) ausgebildet ist, das mit dem Plattenpaket (5) innerhalb der Zelle (2) in Wärmeleitverbindung st^ht und die in der Batterie (1) bei deren Leistungsabgabe erzeugte Wärme nach außen abführt.characterized,
that at least one pole (7; 15) of the battery (1) is designed as a heat dissipation element (12; 20) which is in thermally conductive connection with the plate pack (5) within the cell (2) and dissipates the heat generated in the battery (1) during its power output to the outside.
daß das Wärmeabführelement (20) in die Polmutter (17) integriert bzw. einstückig mit dieser ausgebildet ist, wobei die Polmutter (17) auf den stiftartig ausgestalteten, mit Außengewinde (16) versehenen Batteriepol (15) aufS'jhraubbar ist.characterized,
that the heat dissipation element (20) is integrated into the pole nut (17) or is formed in one piece with it, wherein the pole nut (17) can be screwed onto the pin-shaped battery pole (15) provided with an external thread (16).
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Publications (1)
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE8814571U1 (en) |
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