SU760250A1 - Аккумуляторная батарея с внутренним электрообогревом......1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в аккумуляторных батареях с внутренним электрообог- , ревом.

Известна аккумуляторная батарея с внутренним электрообогревом, содержащая корпус, разнополярные электроды и сепараторы, на которых размещены витки нагревателя в виде изолированного провода [1] .

В этой батарее надежность работы понижена из-за необходимости внешней коммутации отдельных нагревате- 15 льных элементов. Кроме того, эта конструкция обладает недостаточной технико-экономической эффективностью из-за нетехнологичности сборочных операций в условиях массового 20 производства.

Наиболее близкой к предлагаемой является аккумуляторная батарея с внутренним электрообогревом, содержащая корпус моноблочного типа с перегородками, разнополярные электроды, собранные в блоки и разделенные сепараторами, и электронагреватель, выполненный в виде эле2

мента сопротивления и размещенный в 'придонном пространстве [2].

В' такой батарее не обеспечивает'ся равномерность разогрева блока электродов по высоте, а передача тепла к блоку электродов- осуществляется посредством, конвективных потоков подогреваемого электролита с весьма низкой экономичностью и эффективностью.

Поскольку площадь нагревателя,размещаемого в придонном пространстве, ограничена, его удельная тепловая напряженность повышена и при его работе происходит, взмучивание шлама интенсивными восходящими потоками электролита и, как следствие,- занос частиц шлама в блок элёктродов, что вызывает короткие замбкания разнополярных электродов и преждевременный .выход аккумуляторной батареииз строя.

Цель изобретения - повышение эффективности и сокращение времени нагрева путем создания направленного . .. потока тепла от электронагревателя к блокам электродов.

Указанная цель достигается тем, что в известной батарее электронагреватель выполнен плоским в виде печат760250

4

3

1ной платы, покрытой защитной пленкой, ‘обращенной в сторону электродов, при соотношении толщин основания платы к защитной пленке, равном 3-5,соединительные участки печатной платы в местах, огибающих перегородки внутри моноблока выше электродов, выполнены ,с^шириной металлического токоведу₄лцего. слоя, в 3-6 раз превышающей ширину тепловыделяющего слоя участков нагревателя, находящихся в электролите.

На фиг.1 схематически показана предлагаемая батарея; на фиг.2 - узел Т на фиг.1; нафиг. 3 - электронагреватель; на фиг. 4 - то же, разрез А-А на фиг. 3.

Батарея содержит электронагреватель 1 в каждом аккумуляторе, примыкающий к крайним электродам блока 2

- электродов и к стенке моноблока 3 или перегородке 4;электронагреватель выполнен в виде печатной платы и содержит токоведущий слой 5, защитную пленку 6 и основание 7.

Электронагреватель 1 размещается в батарее таким образом, что в каждом из аккумуляторов тонкая защитная пленка 6 обращена в сторону блока 2 электродов, Это. позволяет создать направленный поток тепла от электронагревателя и .тем самым повысить эффективность процесса обогрева при оптимальном соотношении толщин основания и защитной пленки от 3 до 5 (толщина электронагревателя выбирается из конструктивных и технологических соображений, а также из условий прочности). Такое соотношение толщин защитной пленки и основания выбирается исходя из того, что при большем соотношении'защитная пленка 6 недостаточно прочна и надежна, а при меньшем - не происходит образование направленного потока тепла, необходимого для улучшения показателей обогрева.

Благодаря тому, что электронагреватель выполнен в виде единой печатной платы, отпадает необходимость в устройстве выводов от электронагревателей каждого иэ аккумуляторов и внешней коммутации их между собой, что повышает надежность работы по срав нению с известными устройствами.

Конструктивное исполнение электронагревателя предусматривает’изготовление его высокопроизводительными механизированными методами техники )печатных схем.

Основой для изготовления электронагревателя 1 является основание 7 в виде непрерывной гибкой ленты из полимерного материала, на одной стороне которой наносится металлическое покрытие. Тепловыделяющий элемент 5 представляет собой полосы металлического покрытия, равномерно заполняющие всю рабочую зону и разделенные

между собой промежутками минимальной ширины. Такое исполнение обеспечивает равномерную тепловую нагрузку по площади и сокращает отход металла при ' изготовлении нагревателя.

При размещении в батарее, участки нагревателя 1 в местах перехода из одного аккумулятора в другой, огибают перегородки внутри моноблока и находятся выше блока 2 электродов, вне электролита, на воздухе. На указанных соединительных участках, токоведущая полоса выполняется большей ширины В, что способствует выравниванию тепловой напряженности соответствующих участков электронагревателя и тем самым повышает надежность работы электронагревателя и батареи. Оптимальное соотношение ширины соединительной токоведущей полосы В к ширине полосы тепловыделяющего металлического слоя Ь , находящегося в электролите, определяется отношением коэффициентов теплоотдачи в электролит и в воздух в условиях естественной конвекции и находится в пределах от 3 до 6. При меньшем отношении будет происходить перегрев участков нагревателя , размещенных вне электролита, · при этом могут также возникать тепловые напряжения материала электронагревателя на границах раздела электролит-воздух , что снижает надежность работы электронагревателя. При большом отношении ширина В соединительной токоведущей полосы будет излишне велика, что сопряжено с перерасходом материала.

После изготовления'тепловыделяющего элемента он защищается со второй стороны электроизоляционной пленкой.

С целью обеспечения направленного потока тепла в сторону обогреваемого блока пластин и, тем самым,, повышения эффективности процесса подогрева, толщина этой пленки, определяющая тепловое сопротивление, меньше толщины пленки основания.

Необходимые электрические параметры тепловыделяющего элемента с учетом размеров батарей могут в необходимых пределах варьироваться за счет изменения толщины фольги, ширины полос и при необходимости выбора металла с необходимой удельной электропроводностью.

Предлагаемые аккумуляторные батареи с электрообогревом подвергались испытаниям в камере холода.результаты показали, что в сравнении с аккумуляторными батареями, у которых электронагреватели размещались в придонном пространстве, эффективность разогрева батареи значительно выше.

Так, например, при разогреве батареи с начальной температурой минус 40°С с помощью придонных нагревателей темп разогрева центра блока составил 0,34°С/мин, в то время как при разог760250

реве с помощью предлагаемого технического решения он составил0,65°С/мин.

При разогреве батарей с начальной температурой минус 50°С темп разогрева центра блока пластин составил соответственно 0,21 и 0,66°С/мин.. 5

Использование предлагаемого техни-_______

ческого решения повышает эффективность и экономичность процесса обогрева батарей, что способствует обеспечению надежного пуска двигателя и {0 повышению работоспособности автомобильной техники, эксплуатирующейся в условиях низких температур.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Аккумуляторная батарея с внутренним электрообогревом, содержащая корпус моноблочного типа с перегородками, разнополярные электроды, собран- 20 ные в блоки и разделенные сепараторами, и электронагреватель, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и сокращения времени нагрева путем создания направленного потока тепла от электронагревателя к блокам электродов, электронагреватель выполнен пЛоским в виде печатной платы, покрытой защитной пленкой, обращенной в сторону электродов, 'при соотношении толщин основания платы к защитной пленке, равном
2. 3-5, соединительные участки печатной платы в местах, огибающих перегород-. ки внутри моноблока выше электродов, выполнены с шириной металлического токоведущего слоя, в 3-6 раз превытающей ширину тепловыделяющего слоя

   участков нагревателя, находящихся в электролите.