RU33831U1

RU33831U1 - DEVICE FOR COOLING A MULTI-CELL BATTERY

Info

Publication number: RU33831U1
Application number: RU2002115530/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Медведев
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2003-11-10

Abstract

РЕФЕРАТ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИDEVICE FOR COOLING A MULTI-CELL BATTERY

Изобретение относится к области эксплуатации многоэлементных аккумуляторных батарей безрельсового электротранспорта и может быть использовано во всех отраслях промышленности.The invention relates to the field of operation of multi-cell batteries of rail-free electric transport and can be used in all industries.

Задачей изобретения является улучшение охлаждения многоэлементной аккумуляторной батареи и упрошение устройства изменения направления воздушного потока.The objective of the invention is to improve the cooling of a multi-cell battery and the simplification of the device changes the direction of air flow.

Устройство для охлаждения многоэлементной аккумуляторной батареи содержит кожух, в котором расположена батарея, патрубки для подвода и отвода охлаждаюшего воздуха, вентилятор, связанный с одним из патрубков, а также устройство изменения направления воздушного потока через кожух. Устройство изменения направления воздушного потока выполнено в виде воздуховодов, соединённых с противоположных сторон с полостью кожуха батареи и разделённых поворотной заслонкой. Поворотная заслонка, как правило, снабжена электроприводом. По одну сторону заслонки один из воздуховодов связан с патрубком для подвода охлаждаюшего воздуха, образуя впускной коллектор, а по другую сторону другой воздуховод связан с патрубком для отвода охлаждаюшего воздуха, образуя выпускной коллектор. В преимушественном варианте исполнения устройство для охлаждения снабжено системой управления, определяюшей работу вентилятора и электропривода поворотной заслонки.4 з.п. ф-лы, 1 ил.A device for cooling a multi-cell battery contains a casing in which the battery is located, nozzles for supplying and removing cooling air, a fan associated with one of the nozzles, and a device for changing the direction of the air flow through the casing. The device for changing the direction of the air flow is made in the form of air ducts connected from opposite sides to the cavity of the battery case and separated by a rotary damper. The rotary damper is usually equipped with an electric actuator. On one side of the damper, one of the ducts is connected to a pipe for supplying cooling air, forming an intake manifold, and on the other side of the other duct is connected to a pipe for draining cooling air, forming an exhaust manifold. In a predominant embodiment, the cooling device is equipped with a control system that determines the operation of the fan and the electric actuator of the rotary damper. f-ly, 1 ill.

Description

Все аккумуляторные батареи при эксплуатации нагреваются и нуждаются в охлаждении. Неправильный температурный режим эксплуатации батареи приводит к снижению её ресурса. Для многоэлементной аккумуляторной батареи необходимо, кроме того, поддержание одинакового температурного режима отдельных аккумуляторов. При больших разбросах рабочих температур отдельных аккумуляторов рабочие процессы в них протекают с различной эффективностью, что в итоге приводит к снижению эксплуатационных характеристик всей аккумуляторной батареи.All batteries heat up during operation and need cooling. Improper temperature operation of the battery leads to a decrease in its resource. For a multi-cell battery, it is also necessary to maintain the same temperature conditions for individual batteries. With large variations in the operating temperatures of individual batteries, the working processes in them proceed with different efficiency, which ultimately leads to a decrease in the operational characteristics of the entire battery.

Для снижения температуры аккумуляторной батареи при эксплуатации наиболее часто применяется обдув. При обдуве многоэлементной аккумуляторной батареи аккумуляторы, расположенные первыми на пути потока охлаждаюшего воздуха, охлаждаются лучше, чем расположенные за ними, и поэтому может иметь место большой разброс рабочих температур между первыми и последними по отношению к потоку охлажд; Ьшего воздуха аккумуляторами многоэлементной аккумуляторной батареи.To reduce the temperature of the battery during operation, blowing is most often used. When blowing a multi-cell battery, the batteries located first in the path of the cooling air flow are cooled better than those located behind them, and therefore there may be a large variation in operating temperatures between the first and last in relation to the cooling flow; More air with multi-cell batteries.

20Ш 11153О20Sh 11153O

Р ,-..--„.:i.l.i--« iiM«rilllteM.MI P, -..-- „.: i.l.i--“ iiM “rilllteM.MI

МПК7 Н01М 10/50MPK7 N01M 10/50

уменьшить разброс рабочих температур отдельных аккумуляторов и улучшить эксплуатационные характеристики всей многоэлементной аккумуляторной батареи.reduce the variation in operating temperatures of individual batteries and improve the performance of the entire multi-cell battery.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для охлаждения многоэлементной аккумуляторной батареи, известное из заявки ФРГ № 4327391 (публ. 16.02.1995г.). Известное устройство позволяет реверсировать поток охлаждающего воздуха посредством установленного на корпусе батареи и поворачивающегося на 180° штупера, в котором установлен вентилятор.The closest in technical essence is a device for cooling a multi-cell battery, known from the application of Germany No. 4327391 (publ. 02.16.1995). The known device allows you to reverse the flow of cooling air by means of a battery mounted on the housing of the battery and rotated 180 °, in which the fan is installed.

Однако привод для изменения положения штупера с установленным внутри него вентилятором должен иметь значительную массу и мошность. В то же время, изменение ориентировки штупера с установленным внутри него вентилятором приводит к изменению метода охлаждения многоэлементной аккумуляторной батареи: в одном положении штуцера вентиляпия приточная, в другом - вытяжная, поэтому реверсирование штуцера с установленным внутри него вентилятором не влечёт за собой адекватного реверсирования потока охлаждаюшего воздуха и положения отдельных аккумуляторов многоэлементной аккумуляторной батареи по отношению к потоку охлаждающего воздуха.However, the drive for changing the position of the plug with a fan installed inside it must have a significant mass and erosion. At the same time, changing the orientation of the plug with a fan installed inside it leads to a change in the method of cooling a multi-cell battery: in one position of the nozzle, the ventilation is forced-in, in the other - exhaust, therefore reversing the nozzle with a fan installed inside it does not entail an adequate reversal of the cooling flow air and the position of the individual batteries of the multi-cell battery with respect to the flow of cooling air.

Указанная задача в устройстве для охлаждения многоэлементной аккумуляторной батареи, содержащем кожух, в котором расположена батарея, патрубки для подвода и отвода охлаждающего воздуха, вентилятор, связанный сThe specified task in the device for cooling a multi-cell battery containing a casing in which the battery is located, pipes for supplying and removing cooling air, a fan associated with

одним из патрубков, а также устройство изменения направления воздушного потока через кожух, решается тем, что устройство изменения направления воздушного потока выполнено в виде воздуховодов, соединённых с противоположных сторон с полостью кожуха батареи и разделённых новоротной заслонкой, по одну сторону которой один из воздуховодов связан с патрубком для подвода охлаждаюшего воздуха, образуя впускной коллектор, а по другую сторону другой воздуховод связан с патрубком для отвода охлаждаюшего воздуха, образуя выпускной коллектор.one of the nozzles, as well as a device for changing the direction of the air flow through the casing, is solved in that the device for changing the direction of the air flow is made in the form of air ducts connected on opposite sides to the cavity of the battery case and separated by a new shutter, on one side of which one of the air ducts is connected to a nozzle for supplying cooling air, forming an intake manifold, and on the other side the other duct is connected to a nozzle for removing cooling air, forming an exhaust manifold.

Вентилятор установлен нреимушественно в патрубке для подвода охлаждаюшего воздуха.The fan is installed in a pipe for supplying cooling air.

Поворотная заслонка, как правило, снабжена электроприводом.The rotary damper is usually equipped with an electric actuator.

Устройство для охлаждения может быть снабжено системой управления, онределяюшей работу вентилятора и электропривода поворотной заслонки.The cooling device can be equipped with a control system that determines the operation of the fan and the electric drive of the rotary damper.

Система управления образована блоком управления и по крайней мере двумя датчиками температуры, расположенными в начале и конце многоэлементной аккумуляторной батареи по отношению к потоку охлаждаюшего воздуха.The control system is formed by a control unit and at least two temperature sensors located at the beginning and end of the multi-cell battery with respect to the flow of cooling air.

По сравнению с трубообразным штуцером заслонка имеет гораздо меньшую массу и, следовательно, привод такой заслонки также будет иметь меньшую массу и мошность по сравнению с приводом трубообразного штуцера с установленным внутри него вентилятором.Compared to the tube-shaped nozzle, the damper has a much lower mass and, therefore, the actuator of such a damper will also have less mass and loss in comparison with the actuator of the tube-shaped nozzle with a fan installed inside it.

Изменение положения заслонки не приводит к изменению метода вентиляции аккумуляторного отсека, изменяется лишь направление потока охлаждаюшего воздуха на прямо противоположное и, соответственно.Changing the position of the damper does not lead to a change in the method of ventilation of the battery compartment, only the direction of flow of the cooled air changes to the exact opposite and, accordingly.

изменяется положение отдельных аккумуляторов многоэлементной аккумуляторной батареи по отношению к потоку охлаждающего воздуха.the position of the individual batteries of the multi-cell battery changes with respect to the flow of cooling air.

Приведённая совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна. В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию «изобретательский уровень.The above set of features in comparison with the prior art allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "novelty. At the same time, the set of distinctive features, leading to the solution of the problem, does not explicitly follow from the prior art, therefore, the claimed technical solution meets the condition of "inventive step.

Предлагаемое устройство показано на фиг. 1.The proposed device is shown in FIG. 1.

Устройство для охлаждения многоэлементной аккумуляторной батареи 1 содержит кожух 2, как правило, герметичный, в котором расположена батарея 1, патрубки 3, 4 для подвода и отвода охлаждающего воздуха, вентилятор 5, связанный с одним из патрубков, например, с патрубком 3 для подвода охлаждающего воздуха, а также устройство изменения направления воздущного потока через кожух 2. Устройство изменения направления воздущного потока выполнено в виде воздуховодов 6, 7, соединённых с противоположных сторон с полостью кожуха 2 батареи 1 и разделённых поворотной заслонкой 8. Поворотная заслонка 8, как правило, снабжена электроприводом 9. По одну сторону заслонки 8 один из воздуховодов 6, 7 связан с патрубком 3 для подвода охлаждающего воздуха, образуя впускной коллектор, а по другую сторону другой воздуховод связан с патрубком 4 для отвода охлаждающего воздуха, образуя выпускной коллектор. В преимущественном варианте исполнения устройство для охлаждения снабжено системой управления, определяющей работу вентилятора 5 и электропривода 9 поворотной заслонки 8. Система управления образована блоком 10 управленияA device for cooling a multi-cell battery 1 contains a casing 2, usually sealed, in which the battery 1 is located, pipes 3, 4 for supplying and removing cooling air, a fan 5 connected to one of the pipes, for example, with pipe 3 for supplying cooling air, as well as a device for changing the direction of the air flow through the casing 2. The device for changing the direction of the air flow is made in the form of air ducts 6, 7 connected from opposite sides to the cavity of the casing 2 of the battery 1 and separated by rotary damper 8. The rotary damper 8 is usually equipped with an electric actuator 9. On one side of the damper 8, one of the air ducts 6, 7 is connected to the pipe 3 for supplying cooling air, forming an intake manifold, and on the other side the other duct is connected to the pipe 4 for exhaust air cooling, forming an exhaust manifold. In an advantageous embodiment, the cooling device is provided with a control system that determines the operation of the fan 5 and the electric actuator 9 of the rotary damper 8. The control system is formed by the control unit 10

и по крайней мере двумя датчиками 11 температуры, расположенными в начале и конце многоэдементной аккумуляторной батареи 1 по отношению к потоку охлаждающего воздуха.and at least two temperature sensors 11 located at the beginning and end of the multi-cell battery 1 with respect to the flow of cooling air.

Эксплуатируемая многоэлементная аккумуляторная батарея 1 помещается в герметичный кожух 2, по центру двух противоположных сторон которого расположены воздуховоды 6, 7 для подвода и отвода охлаждающего воздуха. Требуемый поток охлаждающего воздуха создаётся при помощи вентилятора 5, а направление потока охлаждающего воздуха относительно эксплуатируемой батареи 1 определяется положением заслонки 8.The operated multi-cell battery 1 is placed in a sealed casing 2, in the center of two opposite sides of which are air ducts 6, 7 for supplying and discharging cooling air. The required flow of cooling air is created using the fan 5, and the direction of flow of cooling air relative to the battery in use 1 is determined by the position of the shutter 8.

Заслонка 8 направляет поток охлаждающего воздуха, создаваемый вентилятором 5, через один из воздуховодов, например, воздуховод 6, в герметичный кожух 2, в котором находится эксплуатируемая батарея 1. Через другой воздуховод 7 поток нагретого воздуха возвращается к заслонке 8 с другой стороны и отводится через патрубок 4.The damper 8 directs the cooling air flow created by the fan 5 through one of the ducts, for example, duct 6, into the sealed casing 2, in which the operated battery 1 is located. Through another duct 7, the heated air flow returns to the damper 8 from the other side and is discharged through branch pipe 4.

Для обеспечения равномерного охлаждения эксплуатируемой многоэлементной аккумуляторной батареи 1 положение заслонки 8 изменяется через равные промежутки времени, для чего блок 10 управления выдаёт соответствующую команду электроприводу 9 заслонки 8. При изменении положения заслонки 8 поток охлаждающего воздуха направляется в герметичный кожух 2 через воздуховод 7, а нагретый воздух отводится через воздуховод 6, то есть направление потока воздуха меняется на противоположное, при этом метод вентиляции (в данном случае вентиляция приточная), а, следовательно, и условия охлаждения батареи 1, сохраняются.To ensure uniform cooling of the operated multi-cell battery 1, the position of the shutter 8 changes at regular intervals, for which the control unit 10 gives the appropriate command to the electric actuator 9 of the shutter 8. When the position of the shutter 8 is changed, the flow of cooling air is directed into the sealed casing 2 through the duct 7, and the heated air is discharged through duct 6, that is, the direction of air flow changes to the opposite, while the ventilation method (in this case, supply ventilation ), and, consequently, the cooling conditions of battery 1, are preserved.

размещённых в начале и конце многоэлементной аккумуляторной батареи 1 по отношению к потоку охлаждающего воздуха. При этом система управления посредством датчиков И отслеживает разницу рабочих температур и при достижении заданной критической разницы выдаёт команду на изменение положения заслонки 8, то есть на изменение направления потока охлаждающего воздуха.placed at the beginning and end of the multi-cell battery 1 with respect to the flow of cooling air. In this case, the control system by means of sensors And monitors the difference in operating temperatures and, upon reaching the specified critical difference, issues a command to change the position of the shutter 8, that is, to change the direction of flow of cooling air.

Claims

1. A device for cooling a multi-cell battery containing a casing in which the battery is located, nozzles for supplying and discharging cooling air, a fan associated with one of the nozzles, and also a device for changing the direction of the air flow through the casing, characterized in that the device changes direction the air flow is made in the form of air ducts connected from opposite sides to the cavity of the battery case and separated by a rotary damper, on one side of which one of the air ducts is connected n with a pipe for supplying cooling air, forming an intake manifold, and on the other side the other duct is connected to a pipe for removing cooling air, forming an exhaust manifold.

2. The device according to claim 1, characterized in that the fan is installed in the pipe for supplying cooling air.

3. The device according to claim 1, characterized in that the rotary damper is equipped with an electric actuator.

4. The device according to claim 3, characterized in that it is equipped with a control system that determines the operation of the fan and electric rotary damper.

5. The device according to claim 4, characterized in that the control system is formed by a control unit and at least two temperature sensors located at the beginning and end of the multi-cell battery with respect to the flow of cooling air.