RU2088001C1

RU2088001C1 - Storage battery with inner heating

Info

Publication number: RU2088001C1
Application number: RU9595107789A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Кесов; С.С. Волков; Е.И. Титов
Original assignee: Военный автомобильный институт
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU95107789A

Abstract

FIELD: chemical power supplies which operate under low temperature. SUBSTANCE: device has housing 4 which is designed as integral whole with walls and prisms 9 in which units of different-polarity electrodes 10 are located and spaced by separators. In addition device has electrolyte which contains heaters which are designed as heat Grover tubes and are protected with temperature and acid proof film from fluoroplastic. Additional heaters 1 are located under storage battery cap 7 and are covered by cap 5. EFFECT: increased reliability of storage battery, increased efficiency of heating. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве аккумуляторных батарей, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур. The invention relates to the electrical industry and can be used in the manufacture of batteries intended for use in low temperature conditions.

Известна аккумуляторная батарея с внутренним элеткрообогревом [1] содержащая корпус моноблочного типа с перегородками, равнополярные электроды, собранные в блоки и разделенные сепараторами, и электронагреватель, выполненный в виде элемента сопротивления и размещенный в придонном пространстве. Known rechargeable battery with internal electric heating [1] comprising a monoblock type housing with partitions, unipolar electrodes assembled in blocks and separated by separators, and an electric heater made in the form of a resistance element and placed in the bottom space.

В такой батарее не обеспечивается равномерность разогрева блока электродов по высоте. Поскольку площадь нагревателя, размещаемого в придонном пространстве, ограничена, его удельная тепловая напряженность повышена, что вызывает преждевременный выход его из строя. In such a battery, the heating of the electrode block is not uniform in height. Since the area of the heater located in the near-bottom space is limited, its specific heat intensity is increased, which causes its premature failure.

Наиболее близкой к предлагаемой является аккумуляторная батарея с внутренним электрообогревом [2] содержащая корпус моноблочного типа с перегородками, разнополярные электроды, собранные в блоки и разделенные сепараторами, и плоский электронагреватель, выполненный в виде пластины, покрыой защитной пленкой по всей поверхности и размещенной сбоку электродов в электролите. Closest to the proposed one is a rechargeable battery with internal electric heating [2] containing a monoblock type case with partitions, bipolar electrodes assembled in blocks and separated by separators, and a flat electric heater made in the form of a plate coated with a protective film over the entire surface and placed on the side of the electrodes in electrolyte.

Данная аккумуляторная батарея обладает следующими существенными недостатками:
1) низкой надежностью нагревателя в связи с повреждениями его изоляции в процессе сборки и герметизации аккумуляторов и появление гальванической связи между электродами аккумулятора и нагревательным элементом, что приводит к выходу из строя аккумулятора;
2) неравномерным нагревом блока электродов.This battery has the following significant disadvantages:
1) low reliability of the heater due to damage to its insulation during the assembly and sealing of the batteries and the appearance of a galvanic connection between the battery electrodes and the heating element, which leads to battery failure;
2) uneven heating of the electrode block.

Изобретение направлено на повышение и надежности работы аккумуляторной батареи при эффективности обогрева. The invention is aimed at improving the reliability of the battery with heating efficiency.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемой батарее нагреватели выполнены в виде тепловых труб Гровера, защищенных по всей поверхности термокислотостойкой пленкой, например из фторопласта, и соединенных с дополнительными нагревателями, расположенными над крышками (крышкой) аккумуляторов (аккумулятора). Выводы дополнительных нагревателей соединяются с выводами источника электрической энергии. The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed battery, the heaters are made in the form of Grover heat pipes, protected over the entire surface with a thermo-acid-resistant film, for example, fluoroplastic, and connected to additional heaters located above the covers (cover) of the batteries (battery). The terminals of the additional heaters are connected to the terminals of the electric energy source.

Дополнительные нагреватели могут быть выполнены в виде, например, позисторных нагревателей. Additional heaters can be made in the form of, for example, posistor heaters.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая аккумуляторная батарея с внутренним обогревом отличается тем, что использование нагревателей в виде тепловых труб Гровера позволило исключить контакт дополнительных нагревателей с электролитом, чем обеспечивается их надежная работа и равномерность нагрева блока электродов по высоте. Нагреватели, размещенные в электролите, не занимают шламового пространства, чем обеспечивается надежная работа аккумуляторной батареи. Конструктивное исполнение нагревателя предусматривает использование средств механизации и автоматизации при сборке аккумуляторных батарей. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive rechargeable battery with internal heating is different in that the use of heaters in the form of Grover heat pipes made it possible to exclude the contact of additional heaters with electrolyte, which ensures their reliable operation and uniform heating of the electrode block in height. Heaters placed in the electrolyte do not occupy slurry space, which ensures reliable operation of the battery. The design of the heater involves the use of mechanization and automation in the assembly of batteries.

На фиг.1 показана предлагаемая батарея; на фиг.2 нагревательный элемент в сборе. Figure 1 shows the proposed battery; figure 2, the heating element Assembly.

Батарея содержит нагреватель 8 (фиг.2) в каждом аккумуляторе. Причем нагреватель 8 состоит из дополнительного нагревателя 1 и нагревателя 2, выполненного, например, в виде тепловой трубы Гровера, и защищенного от воздействия электролита тонкой термокислотостойкой пленкой 3, например из фторопласта. Дополнительные нагреватели 1 имеют тепловой контакт с нагревателями 2 над крышками 7 аккумуляторов. Для исключения потерь теплоты в окружающей среде дополнительные нагреватели 1 закрыты крышкой 5, изготовленной из материала, имеющего низкую теплопроводность. На крышке 5 установлены электрические выводы 6, которые соединяются с дополнительными нагревателями 1. Дополнительные нагреватели 1 соединяются с источником электрической энергии параллельно. Нагреватели 2 устанавливаются в центре аккумуляторов между электродами 10 и нижней частью опираются на призму 9 корпуса аккумуляторной батареи 4. The battery contains a heater 8 (figure 2) in each battery. Moreover, the heater 8 consists of an additional heater 1 and a heater 2, made, for example, in the form of a Grover heat pipe, and protected from the action of an electrolyte by a thin thermoacid-resistant film 3, for example, of fluoroplastic. Additional heaters 1 have thermal contact with heaters 2 above the battery covers 7. To eliminate heat loss in the environment, the additional heaters 1 are closed by a cover 5 made of a material having low thermal conductivity. On the cover 5, electrical leads 6 are installed, which are connected to additional heaters 1. Additional heaters 1 are connected in parallel with the electric energy source. Heaters 2 are installed in the center of the batteries between the electrodes 10 and the lower part are based on the prism 9 of the battery housing 4.

Предлагаемая аккумуляторная батарея с внутренним обогревом работает следующим образом. The proposed battery with internal heating operates as follows.

Заряженная батарея охлаждается до требуемой температуры, после чего к выводам 6 подключают источник постоянного или переменного напряжения величиной от 24 до 30 В. The charged battery is cooled to the required temperature, after which a DC or AC voltage source of 24 to 30 V is connected to terminals 6.

При этом мощность, выделяемая на дополнительных нагревателях 1, определяется величиной их электросопротивления. При прохождении электрического тока температура дополнительных нагревателей 1 повышается и через нагреватели 2 передается электродам и электролиту внутри аккумулятора. Под действием возникающих от разности температур конвективных потоков начинается перемешивание теплового и холодного электролита, вследствие чего средняя температура электролита в аккумуляторах повышается. Разогрев прекращается при достижении температуры, обеспечивающей надежный пуск двигателя и заряд батареи. In this case, the power allocated to the additional heaters 1 is determined by the magnitude of their electrical resistance. With the passage of electric current, the temperature of the additional heaters 1 rises and is passed through the heaters 2 to the electrodes and electrolyte inside the battery. Under the influence of convective flows arising from the temperature difference, mixing of the thermal and cold electrolyte begins, as a result of which the average temperature of the electrolyte in the batteries rises. Heating stops when a temperature is reached that ensures reliable engine start and battery charge.

Таким образом, при выполнении батареи согласно предлагаемому техническому решению значительно увеличивается технологичность изготовления и надежность работы аккумуляторной батареи при эффективности обогрева, что способствует обеспечению надежного пуска двигателя и повышению работоспособности автомобильной техники, эксплуатирующейся в условиях низких температур. Thus, when performing the battery according to the proposed technical solution, the manufacturability and reliability of the battery with heating efficiency is significantly increased, which helps to ensure reliable engine starting and increase the operability of automotive vehicles operating at low temperatures.

Claims

1. The battery with internal heating, comprising a monoblock type case with partitions, bipolar electrodes assembled in blocks and separated by separators, and heaters protected over the entire surface by a thermo-acid-resistant film and placed in an electrolyte, characterized in that the heaters are made in the form of Grover heat pipes and connected to additional heaters located above the battery cover.

2. The battery according to claim 1, characterized in that the additional heater is made in the form of posistors.

3. The battery according to claim 1, characterized in that the thermally acid-resistant film is made of fluoroplastic.