DE19724020A1 - Heat radiation device with heat pipe for energy storage battery apparatus e.g. using sodium-sulphur battery - Google Patents
Heat radiation device with heat pipe for energy storage battery apparatus e.g. using sodium-sulphur batteryInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmestrahlungsgerät mit Wärmerohren zur Abstrahlung der in einem bei einer relativ hohen Temperatur arbeitenden Sekundär-Energie zellengerät (Batteriegerät) wie beispielsweise Natrium-Schwefel-Batterien und andere Energiespeicherbatteriegeräte erzeugten Wärme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Wärmestrahlungsgerät mit Wärmerohren, die mit einem nichtkondensierenden Gas gefüllt sind, welches ermöglicht, daß die Wärmestrahlungs kapazität für die Verwendung bei Energiespeicherbatteriegeräten (Hochleistungsbatterien), die bei einer relativ hohen Temperatur arbeiten, fortwährend verändert werden kann, um überschüssige Energie zu speichern, um so Schwankungen in Belastungs- und Fahrzeug-Energie speicherbatteriegeräten und anderen Speicherbatteriegeräten (Sekundär-Batterie geräten) auszugleichen.The present invention relates to a heat radiation device with heat pipes for Radiation of the secondary energy working in a relatively high temperature cell device (battery device) such as sodium-sulfur batteries and other energy storage battery devices generated heat. In particular, the The present invention is a heat radiation device with heat pipes, which with a non-condensing gas are filled, which allows the heat radiation capacity for use with energy storage battery devices (high-performance batteries), that operate at a relatively high temperature can be continually changed to store excess energy so as to fluctuate in load and vehicle energy storage battery devices and other storage battery devices (secondary battery devices) to compensate.
Bei der Energiezufuhr von einem Kraftwerk zu einer Last oder bei der Energiezufuhr durch ein Umspannwerk zu Lasten ist die Energiebelastung in einer einzigen 24-Stun den-Periode pro Stunde weiten Schwankungen unterworfen. Die Lasten schwanken ebenfalls weit aufgrund der Jahreszeit und wechseln dramatisch aufgrund des Wetters. Änderungen des Betrages der von den Kraftwerken oder dergleichen zugeführten Energie zur Nachsteuerung dieser Schwankungen in der Last würde erfordern, daß die Generatoren des Kraftwerkes häufig gestartet oder gestoppt werden oder daß die durch die Generatoren zugeführte Energie verändert wird. Diese Art von Regelung über die Energiezufuhr würde komplizierte Arbeiten mit sich bringen und würde in die Höhe schnellende Energie erzeugungskosten bedeuten. Deshalb ist es wünschenswert, den Energieverbrauch auszugleichen, mit anderen Worten, die Schwankungen in der Last soweit wie möglich auszugleichen. Eine der getesteten Methoden zur Ausgleichung der Schwankungen in der Last bestand darin, die überschüssige Energie in einem Energiespeicherbatteriegerät, wie einer Natrium-Schwefel-Batterie, zu speichern, wenn der Energieverbrauch niedrig ist, und die gespeicherte Energie von der Natrium-Schwefel-Batterie, etc. freizusetzen, um übermäßigem Energieverbrauch entgegenzuwirken, wenn die Last hoch wird.When supplying energy from a power plant to a load or when supplying energy through a substation, the energy load is in a single 24-hour the period subject to wide fluctuations per hour. The loads also fluctuate far due to the season and change dramatically due to the weather. Changes the amount of energy supplied by the power plants or the like for Readjustment of these fluctuations in the load would require the generators of the Power plants are started or stopped frequently or that are generated by the generators supplied energy is changed. This type of regulation on energy supply would involve complicated work and would skyrocket energy production costs mean. That is why it is desirable to reduce energy consumption to compensate, in other words, the fluctuations in the load as much as possible balance. One of the tested methods to compensate for fluctuations in the Load was like the excess energy in an energy storage battery device a sodium-sulfur battery, save when energy consumption is low, and to release the stored energy from the sodium-sulfur battery, etc. counteract excessive energy consumption when the load becomes high.
Ein Natrium-Schwefel-Batteriegerät besteht aus einer Gruppe von Natrium-Schwefel-Zellen in einem Wärmeschutzbehälter. Dieser wird als Batteriemodul verwendet. Natrium-Schwefel-Zellen sind jedoch Batterien des Hochtemperaturtyps mit chemischen Reaktionen, so daß sie auf Temperaturen von über 300°C erwärmt werden müssen. Andererseits wird die Verschlechterung der Batteriefunktion um so größer, je höher die Temperatur wird, wenn die Temperatur über 350°C ansteigt. Innerhalb kurzer Zeit verliert die Natrium-Schwefel-Batterie ihre ursprüngliche Fähigkeit Energie zu speichern. Es ist deshalb wünschenswert, die Temperatur unter einem Maximum von 350°C zu halten. Demzufolge ist es wünschenswert, Natrium-Schwefel-Batterien bei einer Temperatur von 300 bis 350°C zu betreiben.A sodium-sulfur battery device consists of a group of sodium-sulfur cells in a heat protection container. This is used as a battery module. However, sodium-sulfur cells are high-temperature batteries with chemical ones Reactions so that they have to be heated to temperatures above 300 ° C. On the other hand, the deterioration of the battery function becomes larger the higher the Temperature becomes when the temperature rises above 350 ° C. Loses in a short time the sodium-sulfur battery its original ability to store energy. It is therefore desirable to keep the temperature below a maximum of 350 ° C. Accordingly, it is desirable to keep sodium-sulfur batteries at a temperature of To operate 300 to 350 ° C.
Auf einem anderen Gebiet werden z.Zt. praktisch verwendbare Elektrofahrzeuge entwickelt. Eines der z.Zt. vorhandenen Probleme bei diesen Fahrzeugen besteht in der Vergrößerung der Leistungsfähigkeit der Energiespeicherung. Die in solchen Elektroautos montierten Energiespeicherbatterien arbeiten in einem Zyklus von Entladen, Laden und Bereitschaftsmodus. Bei der Energieentladung wird von den Batterien Wärme erzeugt, was ein Wärmestrahlungsgerät erfordert. Bei Einsatz von Energiespeicherbatteriegeräten auf der Basis von Natrium-Schwefel-Zellen für Elektrofahrzeuge oder dergleichen wird ein hervorragend wärmedämmender Vakuum-Wärmedämmbehälter und ein Heizgerät zur Regelung der Temperatur verwendet. Diese strahlen die Wärme von der Oberfläche eines in Vakuumgrad eingestellten Behälters entsprechend dem in der Zeit der Entladung erzeugten Wärmebetrag ab, um so den Temperaturanstieg der Batterie zu unterbinden. Während des Ladens und der Bereitschaft (Nachstellung) fällt die Temperatur der Batterie aufgrund des auf dem schon geregelten Vakuumgrad basierenden Betrages der Wärme strahlung. Üblicherweise ist es notwendig, die Batterie am Ende eines Lade- und Entladezyklus zu der Anfangstemperatur zurückzuführen, weshalb im Prozeß der Bereitschaft (Nachstellung) der Heizgeräte-Eingang eingestellt wird, um die Anfangstemperatur zu erreichen, ohne unter die vorbestimmte Temperatur zu fallen. Auf diese Weise wird die Batterie zwischen der eingestellten Temperatur zur Stabilhaltung der Batterie (niedrige Temperatur von z. B. 300°C) und der Maximaltemperatur in Einheiten der Batterielebensdauer (z. B. 350°C) gehalten. Demzufolge ist es bei Betrieb der Batterie in einer Art und Weise, bei der sich die erzeugte Wärme ändert, d. h. bei Betrieb in einer Art und Weise, bei der sich der Entlade-Ausgang der Batterie ändert, notwendig, den Vakuumgrad des Vakuum-Wärmedämmbehälters jederzeit einzustellen, um die Batterietemperatur zwischen den erlaubten Minimal- und Maximal-Werten zu halten. Dies macht die Regelung des Betriebes äußerst kompliziert.In another area, practical electric vehicles developed. One of the currently existing problems with these vehicles is in the Increasing the performance of energy storage. Those in such electric cars assembled energy storage batteries work in a cycle of discharging, charging and Standby mode. When energy is discharged, the batteries generate heat, which requires a heat radiation device. When using energy storage battery devices the base of sodium-sulfur cells for electric vehicles or the like Excellent thermal insulation vacuum thermal container and a heater for Temperature control used. These radiate the heat from the surface of a container set in the degree of vacuum corresponding to that at the time of discharge generated amount of heat, so as to prevent the temperature rise of the battery. The temperature of the battery drops during charging and standby (readjustment) due to the amount of heat based on the already regulated degree of vacuum radiation. Usually it is necessary to charge and charge the battery at the end Discharge cycle to the initial temperature, which is why in the process of Readiness (readjustment) of the heater input is set to the To reach the initial temperature without falling below the predetermined temperature. On this way the battery will keep between the set temperature Battery (low temperature e.g. 300 ° C) and the maximum temperature in units battery life (e.g. 350 ° C). As a result, it is operating the battery in a manner in which the heat generated changes, i.e. H. when operating in a Way in which the discharge output of the battery changes, necessary Set the vacuum level of the vacuum thermal insulation container at any time to the Keep the battery temperature between the allowed minimum and maximum values. This makes the regulation of the operation extremely complicated.
Um die Temperatur einer Energiespeicherbatterie eines solchen Hochtemperaturtyps auf diese Weise zu halten, wird ein Heizgerät oder dergleichen zum Temperaturanstieg auf die niedrigste zu erlaubende Betriebstemperatur und ein Wärmestrahlungsgerät zur Wärmeabstrahlung unter die maximal zu erlaubende Betriebstemperatur verwendet. Das heißt ein Temperatursensor und ein Regelgerät werden verwendet, um das Heizgerät und das Wärmestrahlungsgerät zu betreiben, um die Temperatur der Energiespeicherbatterie innerhalb des Bereiches von 300 bis 350°C einzustellen, wenn die Energiespeicherbatterie eine Natrium-Schwefel-Batterie ist.To the temperature of an energy storage battery of such a high temperature type to keep this way, a heater or the like is used to raise the temperature lowest operating temperature to be permitted and a heat radiation device for Heat radiation below the maximum permissible operating temperature is used. The is called a temperature sensor and a control device are used to control the heater and operate the heat radiation device to the temperature of the energy storage battery set within the range of 300 to 350 ° C when the energy storage battery is a sodium-sulfur battery.
Als Wärmestrahlungsgerät wurde bereits die Verwendung eines Wärmerohres vorgeschlagen, wie beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No. 63-175355, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-148662, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-107274 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-161669 offenbart. Ein Wärmerohr ist eine Wärmetransportvorrichtung, die ein Arbeitsfluid und die Kapillarfunktion benutzt.The use of a heat pipe has already been used as a heat radiation device proposed, such as in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-175355, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-148662, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-14616, of Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 60-107274 and the Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-161669. A Heat pipe is a heat transfer device which is a working fluid and which Capillary function used.
Zunächst wird das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbarte Verfahren erklärt. Eine Anzahl von Natrium-Schwefel-Zellen ist in einer Matrix in dem Raum innerhalb eines Wärmedämmelementes innerhalb eines Wärmespeicher-Ofens angeordnet. Ein erstes Wärmerohr ist zwischen den Reihen der Natrium-Schwefel-Zellen eingebracht und führt die Wärme der mehreren Natrium-Schwefel-Zellen zu einer Leitplatte, die an der Außenwand des Wärmedämmelementes vorgesehen ist. Eine Aufnahmeplatte für die abgestrahlte Wärme ist gegenüberliegend der Leitplatte vorgesehen, um die von der Leitplatte abgestrahlte Wärme aufzunehmen. Ein zweites Wärmerohr ist an dieser Aufnahmeplatte der abgestrahlten Wärme angebracht. Die abgestrahlte Wärme wird zu dem zweiten Wärmerohr geführt. Diese Wärme wird von dem zweiten Wärmerohr durch ein Ventil zu einer Strahlungsplatte an der Außenseite des Wärmespeicher-Ofens geführt. Das erste Wärmerohr und das zweite Wärmerohr sind beides Rohre, die innen mit Dochten ausgebildet sind, um eine Kapillarfunktion zu erzielen, und enthalten ein Arbeitsfluid. Das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbarte Verfahren verlangt jedoch, daß die Leitplatte und die Aufnahmeplatte der abgestrahlten Wärme einander gegenüberliegend vorgesehen sind, und daß ein erstes und ein zweites Wärmerohr verwendet werden, was in einem komplizierten und sperrigen Aufbau resultiert.First, the Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-175355 explained method disclosed. A number of sodium-sulfur cells are in a matrix in the room within a thermal insulation element within a Heat storage furnace arranged. A first heat pipe is between the rows of the Sodium-sulfur cells are introduced and carry the heat of several Sodium-sulfur cells to form a guide plate on the outer wall of the thermal insulation element is provided. A receiving plate for the radiated heat is the opposite Guide plate provided to absorb the heat radiated by the guide plate. A second heat pipe is attached to this receiving plate of the radiated heat. The radiated heat is led to the second heat pipe. This warmth is from the second heat pipe through a valve to a radiation plate on the outside of the Heat storage furnace led. The first heat pipe and the second heat pipe are both tubes which are provided with wicks on the inside to achieve a capillary function, and contain a working fluid. That in the Japanese unexamined patent publication (Kokai) No. 63-175355, however, requires that the baffle and the Recording plate of the radiated heat are provided opposite to each other, and that a first and a second heat pipe are used, which results in a complicated and bulky structure results.
Als nächstes wird das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-148662 offenbarte Verfahren erklärt. Dieses Verfahren verlangt, daß ein Wärmerohr für jede Elektrode der Natrium-Schwefel-Zellen eingebaut wird. Ein Chlorfluor-Kohlen wasserstoff oder dergleichen wird als Arbeitsfluid des Wärmerohres verwendet. Next, what is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-148662 explained method disclosed. This method requires a heat pipe for every electrode of the sodium-sulfur cells is installed. A chlorofluorocarbon Hydrogen or the like is used as the working fluid of the heat pipe.
Dieses Verfahren verwendet ein Wärmerohr, um Wärme von jeder Zelle abzustrahlen, so daß es nicht effizient und äußerst kostenintensiv ist, wenn Wärme von einem Natrium- Schwefel-Batteriegerät mit einer großen Anzahl von Zellen abgestrahlt werden soll.This method uses a heat pipe to radiate heat from each cell, so that it is inefficient and extremely costly if heat from a sodium Sulfur battery device with a large number of cells to be emitted.
Das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616 offenbarte Verfahren ist ein Beispiel für den Einsatz bei einem Elektrofahrzeug und verlangt, daß Metallabstandsstücke in der horizontalen Richtung an die Oberfläche des Tanks von mehreren Speicherbatterien wie beispielsweise Bleibatterien oder Nickel-Cadmium-Bat terien preßgepaßt werden, so daß Wärmerohre in der vertikalen Richtung an einige der Metallabstandsstücke angebracht werden und daß Luftkühlungskanäle in den Metallabstandsstücke gebildet werden. Die Speicherbatterie der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616 arbeitet jedoch nicht bei einer hohen Temperatur wie eine Natrium-Schwefel-Zelle, so daß die Wärmerohre einfache Wärme abstrahlen. Es besteht keine Notwendigkeit, einen vorbestimmten hohen Temperaturbereich, z. B. den von 300 bis 350°C der Natrium-Schwefel-Batterie, zu halten. Weiter ist das Anbringen der Metallabstandshalter und Wärmerohre kompliziert.That disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-14616 Process is an example of use in an electric vehicle and requires that Metal spacers in the horizontal direction to the surface of the tank from several storage batteries such as lead batteries or nickel-cadmium bat terien be press-fitted so that heat pipes in the vertical direction to some of the Metal spacers are attached and that air cooling channels in the Metal spacers are formed. The storage battery of the Japanese untested However, Patent Publication (Kokai) No. 7-14616 does not work at a high one Temperature like a sodium-sulfur cell, so that the heat pipes simple heat radiate. There is no need to set a predetermined high Temperature range, e.g. B. to keep the 300 to 350 ° C of the sodium-sulfur battery. Furthermore, attaching the metal spacers and heat pipes is complicated.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-107274 offenbart die Technik des Anbringens eines flachgeformten Wärmerohres in der vertikalen Richtung an der Seitenfläche einer Gruppe von Zellen und das Anbringen von Kühlrippen an seiner Oberseite für Kühlzwecke. Das Wärmerohr selbst verwendet nur ein Arbeitsfluid. Das flach geformte Wärmerohr zeigt gegenüber dem rund geformten Wärmerohr einen Vorteil bezüglich des Wärmetransporteffekts in einem Spezialfall. Das Verfahren der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616 zeigt nicht den Vorteil der Kühlung des Batteriegerätes mit vielen Batteriezellen.Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 60-107274 discloses the Technique of attaching a flat-shaped heat pipe in the vertical direction the side surface of a group of cells and attaching cooling fins to it Top for cooling purposes. The heat pipe itself uses only one working fluid. The flat-shaped heat pipe has an advantage over the round-shaped heat pipe regarding the heat transfer effect in a special case. The procedure of the Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-14616 does not show the benefit of Cooling of the battery device with many battery cells.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-161669 offenbart die Technik des Vorsehens eines Wärmerohres in einer horizontalen Richtung an einen Tankraum und das Anbringen von Strahlungsrippen an sein vorderes Ende, um die Wärme abzustrahlen. Bei diesem Verfahren ist jedoch, da das Wärmerohr in einer horizontalen Richtung installiert ist, die Bewegung des Arbeitsfluids in dem Docht des Wärmerohres nicht erwünscht.Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-161669 discloses the Technique of providing a heat pipe in a horizontal direction to one Tank room and attaching radiation fins to its front end to keep the heat to emit. This method, however, is because the heat pipe is in a horizontal Direction is installed, the movement of the working fluid in the wick of the heat pipe not wanted.
Die in der oben genannten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-5175355, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-14866, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-14616, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-107274 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-161669 offenbarten Wärmerohre enthalten alle bekannten Rohre, die innen Dochte aufweisen, um eine Kapillarfunktion zu verwirklichen, und ein im Inneren dicht eingeschlossenes Arbeitsfluid enthalten. Diese Wärmerohre haben keine Möglichkeit, bezüglich des Betrages der abgestrahlten Wärme eingestellt zu werden. Ferner führen diese Wärmerohre auch einen großen Betrag an Wärme, wenn die Temperaturdifferenz klein ist, so daß manchmal zuviel Wärme abgestrahlt wird. Es ist deshalb notwendig, das Heizgerät auch während seines Betriebes (Laden oder Entladen der Energie) zu betreiben. Deshalb kann, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbart, ein Ventil vorgesehen sein und das Ventil betrieben werden, um die wirksame Fläche der an das Wärmerohr angebrachten Strahlungsrippen stufenweise einzustellen.The Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-5175355, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-14866, which Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-14616, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 60-107274 and Japanese unexamined patent publication (Kokai) No. 61-161669 disclosed heat pipes contain all known tubes that have wicks on the inside in order to have a capillary function Realize, and contain a working fluid sealed inside. This Heat pipes have no way of determining the amount of radiated heat to be set. Furthermore, these heat pipes also lead to a large amount Heat when the temperature difference is small, so that sometimes too much heat is emitted. It is therefore necessary to use the heater even during its operation (Charging or discharging the energy). Therefore, as in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-175355 discloses a valve be provided and the valve operated to cover the effective area of the Gradually adjust the radiation tubes attached to the heat pipe.
Die Einstellung des Betrages der abgestrahlten Wärme durch Verwendung eines solchen Ventils der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 verlangt jedoch das Anbringen eines Ventils und einer anderen Regelvorrichtung oder dergleichen, so daß dies nachteilhaft zu höheren Kosten führt. Weiter wird mit Einstellen des Betrages der abgestrahlten Wärme durch Verwendung eines Ventiles ein Teil des Wärmerohres inaktiv, wodurch die Möglichkeit einer Temperatur-Ungleichverteilung in dem Zellenmodul ansteigt. Da das Ventil für den Betrieb geregelt wird, wird die weitere Regelung stufenartig (digital), und eine feine analog-ähnliche Einstellung wird schwierig. Aufgrund des häufigen Betriebes des Ventils kann wiederholtes Überhitzen oder Unterkühlen in einem sog. Pendelphänomen resultieren.Setting the amount of radiated heat by using one Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-175355 however, requires the attachment of a valve and other control device or the like, so that this disadvantageously leads to higher costs. Continue with Setting the amount of radiated heat by using a valve part of the Heat pipe inactive, giving the possibility of a temperature uneven distribution in the cell module rises. Since the valve is regulated for operation, the further one Control step by step (digital), and a fine analog-like setting becomes difficult. Due to the frequent operation of the valve, repeated overheating or Hypothermia result in a so-called pendulum phenomenon.
Weiter enthält eine Energiespeicherbatterie eine große Anzahl von aufgereihten oder gestapelten Batteriemoduln. Die Energiespeicherfähigkeit wird berechnet in Einheiten des Aggregatvolumens, so daß der durch das Wärmestrahlungsgerät belegte Raum äußerst wichtig wird. Deshalb ist das Verfahren, ein Wärmerohr für jede Zelle zu verwenden, für ein Energiespeicherbatteriegerät nicht praktikabel.Furthermore, an energy storage battery contains a large number of strings or stacked battery modules. The energy storage capacity is calculated in units of Aggregate volume, so that the space occupied by the heat radiation device is extremely becomes important. Therefore, the process of using one heat pipe for each cell is for an energy storage battery device is not practical.
Eine Verbesserung der Wärmerohre des Typs mit variablem Leitvermögen war ebenfalls erwünscht. Das Natrium-Schwefel-Batteriegerät wurde als ein Beispiel von Batteriegeräten des Hochtemperaturtyps diskutiert, aber andere Batteriegeräte des Hochtemperaturtyps werden auf Nachteile stoßen.There was also an improvement in the variable conductivity type heat pipes he wishes. The sodium-sulfur battery device has been used as an example of battery devices of the high temperature type discussed, but other battery devices of the high temperature type will encounter drawbacks.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit vorzusehen, das eine wirksame Strahlungscharakteristik hat und angewandt werden kann, um die Temperatur eines Batteriegerätes des Hochtemperaturtyps zu regeln. An object of the present invention is to provide an improved heat pipe of the type provide variable conductivity that has an effective radiation characteristic and can be applied to the temperature of a battery device of the high temperature type to regulate.
Vorzugsweise soll ein Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie vorgesehen werden, das eine fortwährende Regelung des Betrages der abgestrahlten Wärme ohne die Verwendung eines komplizierten Regelgerätes und eine Verkleinerung des durch den Batteriemodul belegten Raumes ermöglicht.A heat radiation device for an energy storage battery is preferably provided be a continuous regulation of the amount of radiated heat without the Use of a complicated control device and a downsizing of the Battery module allows occupied space.
Weiter soll vorzugsweise ein Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie vorgesehen werden, das für die Verwendung für Fahrzeug-Energiespeicherbatterien oder dergleichen geeignet ist und bei dem der Betrag der abgestrahlten Wärme selbständig ansteigt, auch wenn sich der Entladungsausgang der Speicherbatterie ändert, und das entsprechend der Batterietemperatur ohne die Verwendung einer Regelvorrichtung Wärme abstrahlt.Furthermore, a heat radiation device for an energy storage battery is preferably intended be provided for use in vehicle energy storage batteries or The like is suitable and in which the amount of radiated heat independently increases even if the discharge output of the storage battery changes, and that according to the battery temperature without using a heat control device emits.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmestrahlungsgerät für ein Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps vorgesehen, das gekennzeichnet ist durch ein Wärmerohr mit einem Verdampfungs abschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher, die fortlaufend miteinander verbunden und einstückig ausgebildet sind, wobei das Wärmerohr ein im Inneren dicht eingeschlossenes Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält und mit einem Kapillarabschnitt in zumindest einem Inneren des Verdampfungsabschnitts gebildet ist, in dem sich das Arbeitsfluid bewegt.According to a first aspect of the present invention, a thermal radiation device for a secondary battery device with multiple battery cells of the high temperature type provided, which is characterized by a heat pipe with an evaporation section, a condensation section and a gas storage unit, which is continuous are interconnected and are integrally formed, the heat pipe in Inside contains sealed working fluid and a non-condensing gas and with a capillary section in at least one interior of the evaporation section is formed in which the working fluid moves.
Vorzugsweise kann das Wärmestrahlungsgerät weiter eine an einer vorbestimmten Position des Sekundärbatteriegerätes und in Kontakt mit dem Wärmerohr vorgesehene Leitplatte enthalten, wobei das Wärmerohr die Wärme des Sekundärbatteriegerätes abstrahlen kann, wobei die Wärme zu dem Wärmerohr über die Leitplatte übertragen wird.The heat radiation device can preferably also be at a predetermined position of the secondary battery device and the guide plate provided in contact with the heat pipe contain, the heat pipe can radiate the heat of the secondary battery device, wherein the heat is transferred to the heat pipe via the baffle.
Vorzugsweise ist die Leitplatte an dem Boden des Sekundärbatteriegerätes vorgesehen, der Verdampfungsabschnitt des Wärmerohres ist mit der an dem Boden des Batteriegerätes vorgesehenen Leitplatte in Kontakt gebracht, der Kondensationsabschnitt des Wärmerohres steigt im wesentlichen vertikal an der Seitenfläche des Batteriemoduls oder in einem Winkel von zumindest 30° von der Horizontalen auf, und der Gasspeicher ist mit dem oberen Ende des Kondensationsabschnitts verbunden.The guide plate is preferably provided on the bottom of the secondary battery device Evaporation section of the heat pipe is with that at the bottom of the battery device provided baffle, the condensation section of the heat pipe rises substantially vertically on the side surface of the battery module or in one Angle of at least 30 ° from the horizontal, and the gas storage is with the connected to the upper end of the condensation section.
Vorzugsweise kann das Wärmestrahlungsgerät weiter eine Wärmestrahlungsvorrichtung aufweisen, die an dem Kondensationsabschnitt des Wärmerohres angebracht ist.Preferably, the heat radiation device can also be a heat radiation device have, which is attached to the condensation portion of the heat pipe.
Vorzugsweise kann die Wärmestrahlvorrichtung ein Basisteil, das mit dem Kondensations abschnitt in Kontakt gebracht ist und im wesentlichen parallel zu der Seitenfläche des Batteriemoduls verläuft, und plattenähnliche, kammförmige Rippen haben, die im wesentlichen vertikal in der entgegengesetzten Richtung von dem Batteriemodul entgegengesetzter Richtung oder in den beiden Seiten von dem Basisteil herausragen.Preferably, the heat radiation device can be a base part that is connected to the condensation section is brought into contact and substantially parallel to the side surface of the Battery module runs, and have plate-like, comb-shaped ribs, which in the substantially vertically in the opposite direction from the battery module protrude in the opposite direction or on both sides of the base part.
Der Verdampfungsabschnitt des Wärmerohres kann im Inneren der Leitplatte angeordnet sein und das Ende des Verdampfungsabschnitts ist gebogen und mit dem Kondensations abschnitt verbunden.The evaporation section of the heat pipe can be arranged inside the guide plate be and the end of the evaporation section is bent and with the condensation section connected.
Die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kann im wesentlichen die gleiche sein, wie die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts, wobei der Gasspeicher ein Volumenverhältnis zu dem Kondensationsabschnitt von wenigstens 1 hat; die Querschnitts fläche des Kondensationsabschnitts kann deutlich kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts sein, wobei der Gasspeicher ein Volumenverhältnis zu dem Kondensationsabschnitt von wenigstens 1 hat; die Querschnittsfläche des Kondensations abschnitts kann kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts sein oder die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kann im wesentlichen die gleiche wie die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts sein, wobei ein Abstandsstück in den Kondensationsabschnitt eingefügt ist, um die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kleiner als die Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts zu machen.The cross-sectional area of the condensation section can be essentially the same, as the cross-sectional area of the evaporation section, the gas storage being a Has a volume ratio to the condensing section of at least 1; the cross section area of the condensation section can be significantly smaller than the cross-sectional area of the Evaporation section, wherein the gas storage has a volume ratio to the Has a condensation section of at least 1; the cross-sectional area of the condensation section can be smaller than the cross-sectional area of the evaporation section or the cross-sectional area of the condensation section may be substantially the same as be the cross-sectional area of the evaporation section, with a spacer in the Condensation section is inserted to the effective cross-sectional area of the Condensation section smaller than the cross-sectional area of the evaporation section do.
Der Gasspeicher kann ein Teilstück haben, das sich in einer Richtung senkrecht zu dem Kondensationsabschnitt an dem Kopfende des Kondensationsabschnitts erstreckt und einen im wesentlichen gleichen Durchmesser wie den Durchmesser des Kondensationsabschnitts hat, wobei der sich so erstreckende Gasspeicher bezüglich des Kondensationsabschnitts ein Volumenverhältnis von wenigstens 1 hat.The gas storage device can have a section that extends in a direction perpendicular to the Condensation section extends at the head end of the condensation section and one substantially the same diameter as the diameter of the condensing section has, the gas storage thus extending with respect to the condensation section Has volume ratio of at least 1.
Vorzugsweise sind mehrere solcher sich erstreckender Teilstücke vorgesehen und jeweils miteinander verbunden.Preferably, several such extending sections are provided and each connected with each other.
Der Gasspeicher kann ein Teilstück mit einer größeren Querschnittsfläche als der Kondensationsabschnitt haben, das sich zu dem Kopfende des Kondensationsabschnitts erstreckt.The gas storage device can be a section with a larger cross-sectional area than that Have a condensation section which is located at the head end of the condensation section extends.
Vorzugsweise sind mehrere zu dem Kopfteilstück ragende Gasspeicher an dem Kopf teilstück des Kondensationsabschnitts vorgesehen. There are preferably a plurality of gas stores projecting to the head section on the head section of the condensation section provided.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Wärmestrahlungs gerät für ein Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps vorgesehen, das gekennzeichnet ist durch eine am Boden des Batteriegerätes vorgesehene Leitplatte; ein erstes Wärmerohr mit einem Verdampfungsabschnitt und einem Kondensationsabschnitt, das zumindest ein Arbeitsfluid enthält und das im Inneren der Leitplatte ausgebildet ist; und ein zweites Wärmerohr mit hintereinander angeordnet einem Verdampfungsabschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher, das im Inneren dicht eingeschlossen ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält und das mit Dochten an der Innenwand von zumindest dem Verdampfungsabschnitt ausgebildet ist und an dem Ende seines Verdampfungsabschnitts mit dem Ende der Leitplatte verbunden ist.According to a second aspect of the present invention, thermal radiation is also device for a secondary battery device with multiple battery cells of the high temperature type provided, which is characterized by a provided at the bottom of the battery device Guide plate; a first heat pipe with an evaporation section and a Condensation section that contains at least one working fluid and that inside the Guide plate is formed; and a second heat pipe arranged one behind the other Evaporation section, a condensation section and a gas storage, which in the Contains a working fluid and a non-condensing gas tightly enclosed inside that is formed with wicks on the inner wall of at least the evaporation section and at the end of its evaporation section with the end of the baffle connected is.
Vorzugsweise enthält das Wärmestrahlungsgerät weiter eine an dem Kondensationsabschnitt des zweiten Wärmerohres angebrachte Wärmestrahlungsvorrichtung.The heat radiation device preferably further contains one at the condensation section of the second heat pipe attached heat radiation device.
Vorzugsweise sind die in dem Inneren des ersten und zweiten Wärmerohres eingeschlossenen Arbeitsfluide zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenylether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen.Preferably, they are in the interior of the first and second heat pipes included working fluids at least one type from the group with a mixture of Diphenyl and diphenyl ether, an alkyl diphenyl, and naphthalene.
Vorzugsweise ist das in dem Wärmerohr eingeschlossene nichtkondensierende Gas ein Gas, das schwer in dem Arbeitsfluid zu lösen ist.Preferably, the non-condensing gas enclosed in the heat pipe is a Gas that is difficult to dissolve in the working fluid.
Vorzugsweise ist ein die Kapillarwirkung unterstützendes Bauteil an der Innenwand des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres angebracht. Das die Kapillarwirkung unterstützende Bauteil kann zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einem gesinterten Metall, einem Gitter, und Faserbündeldochten sein.A component that supports the capillary action is preferably on the inner wall of the Evaporation section of the heat pipe attached. That is the capillary action supporting component can be at least one type from the group with a sintered Metal, a grid, and fiber bundle wick.
Die Querschnittsform des Verdampfungsabschnitts des ersten Wärmerohres und des zweiten Wärmerohres ist rund oder flach.The cross-sectional shape of the evaporation section of the first heat pipe and the second heat pipe is round or flat.
Vorzugsweise weist das Sekundärbatteriegerät mit mehreren Batteriezellen des Hochtemperaturtyps mehrere Natrium-Schwefel-Batteriezellen auf.The secondary battery device preferably has a plurality of battery cells High temperature type multiple sodium-sulfur battery cells.
Vorzugsweise kann das Batteriegerät zum Speichern überschüssiger Energie oder als eine Energiequelle für ein Fahrzeug verwendet werden.Preferably, the battery device can be used to store excess energy or as one Energy source can be used for a vehicle.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist weiter ein Wärmerohr mit einem Verdampfungsabschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher vorgesehen, das im Inneren eingeschlossen ein Arbeitsfluid und eine geeignete Menge eines nichtkondensierenden Gases enthält, und das an seiner Innenwand ein die Kapillar wirkung unterstützendes Bauteil aufweist, in dem das Arbeitsfluid sich bewegen kann, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kondensationsabschnitt des Wärmerohres im wesentlichen vertikal oder in einem Winkel von wenigstens 30° von der Horizontalen aufsteigt, der Gasspeicher an dem oberen Ende des Kondensationsabschnitts angebracht ist, das in dem Wärmerohr eingeschlossene Arbeitsfluid zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenylether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen ist, und das in dem Wärmerohr eingeschlossene nichtkondensierende Gas ein Gas ist, das sich in dem Arbeitsfluid schwer zu lösen ist.According to a third aspect of the present invention, a heat pipe is also included an evaporation section, a condensation section and a gas storage provided that included a working fluid and an appropriate amount inside contains a non-condensing gas, and the capillary on its inner wall has a supporting component in which the working fluid can move, which is characterized in that the condensation section of the heat pipe in substantially vertically or at an angle of at least 30 ° from the horizontal rises, the gas storage is attached to the upper end of the condensation section, the working fluid enclosed in the heat pipe has at least one type from the group a mixture of diphenyl and diphenyl ether, an alkyl diphenyl, and naphthalene and the non-condensing gas enclosed in the heat pipe is a gas that is difficult to dissolve in the working fluid.
Das Wärmerohr der vorliegenden Erfindung ist gefüllt und abgedichtet mit einer kleinen Menge von Arbeitsfluid in einem Vakuum, während die das nichtkondensierende Gas enthaltenden Wärmerohre mit einer geeigneten Menge nichtkondensierenden Gases (z. B. Argon) und gleichzeitig mit dem Arbeitsfluid gefüllt sind. Wenn das Wärmerohr benutzt wird, bewirkt der Fluß des verdampften Gases in dem Wärmerohr, daß das nichtkondensierende Gas zu dem Ende des Kondensationsabschnitts gedrückt wird. Das nichtkondensierende Gas ist durch die Umgebungstemperatur geregelt. Weiter ist die Temperaturabhängigkeit des gesättigten Druckes des Arbeitsfluids viel größer als die des nichtkondensierenden Gases, so daß sich bei Temperaturanstieg die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gases sich zur Seite des Kondensations abschnittes hin bewegt, obwohl genauer gesagt eigentlich auch ein gewisser Diffusions effekt vorhanden ist. Wenn deshalb genug des nichtkondensierenden Gases eingeschlossen ist, so daß sich die Position der Grenzfläche zu der Seite des Kondensationsabschnittes des Verdampfungsabschnittes nahe an der minimalen Haltetemperatur (etwa 300°C im Falle einer Natrium-Schwefel-Batterie) bewegt und daß die Temperatur an der Schnittstelle zwischen dem Kondensationsabschnitt und dem Gasspeicher nahe der maximalen Haltetemperatur (etwa 330 bis 350°C in dem Fall einer Natrium-Schwefel-Batterie) wird, dann wird die Funktion des Wärmerohres bei Temperaturen unterdrückt, bis die Minimalhaltetemperatur erreicht ist. Wenn andererseits die Temperatur höher ansteigt, bewegt sich der Bereich des Arbeitsfluids zu der Kondensationsseite hin, so daß der Kondensationsabschnitt deutlich größer wird und der Betrag der abgestrahlten Wärme folglich ansteigt. Wenn weiter die obere Temperaturgrenze erreicht wird, d. h., wenn das nichtkondensierende Gas in dem Gasspeicher am Ende des Kondensationsabschnitts angereichert ist, wird ein Betrag von abgestrahlter Wärme vergleichbar mit dem Betrag der erzeugten Wärme erreicht. Hierdurch ist es möglich, die Batterie in einem geeigneten Temperaturbereich zu halten, ohne die Notwendigkeit irgendeiner externen Energiequelle. The heat pipe of the present invention is filled and sealed with a small one Amount of working fluid in a vacuum while the non-condensing gas containing heat pipes with a suitable amount of non-condensing gas (e.g. Argon) and at the same time filled with the working fluid. When the heat pipe is used , the flow of the vaporized gas in the heat pipe causes the non-condensing gas is pushed to the end of the condensing section. The non-condensing gas is regulated by the ambient temperature. That is further Temperature dependence of the saturated pressure of the working fluid is much greater than that of the non-condensing gas, so that the interface between the working fluid and the non-condensing gas to the side of the condensation section moved, although more specifically a certain diffusion effect is present. If therefore enough of the non-condensing gas is included is, so that the position of the interface to the condensation portion side of the Evaporation section close to the minimum holding temperature (about 300 ° C in the case a sodium-sulfur battery) and that the temperature at the interface between the condensation section and the gas storage near the maximum Holding temperature (about 330 to 350 ° C in the case of a sodium-sulfur battery), then the function of the heat pipe is suppressed at temperatures until the Minimum holding temperature is reached. On the other hand, if the temperature rises higher, the area of the working fluid moves toward the condensation side so that the Condensation section becomes significantly larger and the amount of radiated heat consequently increases. If the upper temperature limit is further reached, i. i.e. if that non-condensing gas in the gas storage at the end of the condensation section is an amount of radiated heat comparable to the amount of generated heat reached. This makes it possible to use a suitable battery Keep temperature range without the need for any external energy source.
Wenn eine Mischung aus Diphenyl und Diphenylether als Arbeitsfluid verwendet wird, ist die Toxizität gering und der Preis niedrig. Ferner ist dieses Arbeitsfluid stabil nahe 350°C. Ein zweckmäßiger Betrieb des Wärmerohres wird deshalb möglich.When a mixture of diphenyl and diphenyl ether is used as the working fluid the toxicity low and the price low. Furthermore, this working fluid is stable near 350 ° C. Appropriate operation of the heat pipe is therefore possible.
Der Verdampfungsabschnitt verläuft horizontal, so daß mit einem blanken Rohr, also gewöhnlichem Rohr die Möglichkeit besteht, daß das kondensierte Arbeitsfluid austrocknet (überhitzt wird) und nicht das Ende des Verdampfungsabschnitts erreicht. Bei dieser Erfindung jedoch wird, da ein metallenes Gitter oder ein anderes die Kapillarwirkung unterstützendes Bauteil an der Innenwand des Verdampfungsabschnitts vorgesehen ist, die Kapillarwirkung benutzt, um den Transport des Arbeitsfluids an das Ende oder die obere Wand des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres zu ermöglichen.The evaporation section runs horizontally, so that with a bare tube, that is ordinary pipe there is a possibility that the condensed working fluid dries out (overheating) and does not reach the end of the evaporation section. At this Invention, however, is because of a metallic grid or other capillary action supporting component is provided on the inner wall of the evaporation section, the Capillary action is used to transport the working fluid to the end or the top Allow wall of the evaporation section of the heat pipe.
Wenn das Volumenverhältnis des Gasspeichers des Wärmerohres zu dem Kondensation sabschnitt größer als 1 gemacht wird, kann der Unterschied zwischen der oberen Grenztemperatur und der unteren Grenztemperatur bei etwa 40°C gehalten werden und es ist möglich, die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen in einem optimalen Bereich zu halten. Wenn das Verhältnis größer als nötig gemacht wird, wird eine noch genauere Temperaturregelung möglich.If the volume ratio of the gas storage of the heat pipe to the condensation s section is made larger than 1, the difference between the upper Limit temperature and the lower limit temperature are kept at about 40 ° C and it it is possible to keep the temperature of the sodium-sulfur cells in an optimal range hold. If the ratio is made larger than necessary, it becomes even more accurate Temperature control possible.
Wenn weiter die Wärmestrahlungsrippen aus einem aluminiumartigen Metall bestehen, kann das Gewicht leicht und die thermische Leitfähigkeit gut gemacht werden und die Wärmestrahlungsfunktion verbessert werden. Wenn weiter Gebrauch gemacht wird von Wärmestrahlungselementen aus Basisteilen, die den Kondensationsabschnitt kontaktieren und parallel zur Seitenfläche des Batteriemoduls liegen, und von Wärmestrahlungsrippen aus dünnen Platten, die vertikal in entgegensetzter Richtung zu dem Batteriemodul von den Basisteilen herausragend angebracht sind, kann die in der Längsrichtung geführte Wärme durch die Dicke der Basisteile eingestellt werden und weiter kann die Oberfläche der Rippen vergrößert werden, so daß eine gute Luftzufuhr bezüglich der natürlichen Konvexion erzielt werden kann.If the heat radiation fins are made of an aluminum-like metal, the weight can be made light and the thermal conductivity good and the Heat radiation function can be improved. If further use is made of Heat radiation elements made of base parts that contact the condensation section and are parallel to the side surface of the battery module, and of heat radiation fins of thin plates that are vertical in the opposite direction to the battery module from the Base parts are outstandingly attached, the heat conducted in the longitudinal direction can be adjusted by the thickness of the base parts and further the surface of the Ribs are enlarged so that there is a good air supply with respect to the natural Convex can be achieved.
Mit einem solchen Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Betrag der durch ein ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthaltendes Wärmerohr abgestrahlten Wärme zu verändern. Da der Bereich des direkten Vorhandenseins des Arbeitsfluids entsprechend der Batterie temperatur auch ohne Vorsehen eines Ventils oder dergleichen verändert werden kann, ist es möglich, auf irgendwelche Ventile und natürlich auch auf die entsprechenden Regelvorrichtungen zu verzichten. Da ferner der Betrag der abgestrahlten Wärme automatisch entsprechend der Batterietemperatur geregelt wird, werden keine Temperatursensoren oder andere elektronische Geräte benötigt. Gleichzeitig werden Regelgeräte unnötig, so daß der durch den Batteriemodul belegte Raum wesentlich verringert werden kann.With such a heat radiation device for an energy storage battery In the present invention, it is possible to change the amount by a working fluid and a heat pipe containing non-condensing gas to change radiated heat. There the area of direct presence of the working fluid corresponding to the battery temperature can also be changed without the provision of a valve or the like it is possible on any valves and of course on the corresponding ones To dispense with control devices. Furthermore, since the amount of heat radiated is regulated automatically according to the battery temperature, none Temperature sensors or other electronic devices needed. Be at the same time Control devices unnecessary, so that the space occupied by the battery module is essential can be reduced.
Da ferner in der vorliegenden Erfindung die Wärmerohre in der Leitplatte am Boden des Batteriemoduls eingesetzt sind, trägt dies ebenso zu einem Wärmetausch zwischen den Zellen bei.Further, since in the present invention, the heat pipes in the baffle at the bottom of the Battery module are used, this also contributes to a heat exchange between the Cells at.
Die Anordnung des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres am Boden des Moduls ermöglicht es, daß die Wärme gleichmäßig zurückgewonnen wird. Weiter wird die komplizierte Arbeit des Einsetzens von Wärmerohren zwischen die Zellen unnötig. Weiter wird durch die Anordnung des Kondensationsabschnitts des Wärmerohres an der Seite des Batteriemoduls ein Stapeln der Batteriemoduln möglich und die durch die Batteriemoduln in Anspruch genommene Standfläche kann reduziert werden.The location of the evaporation section of the heat pipe at the bottom of the module allows the heat to be recovered evenly. The will continue complicated work of inserting heat pipes between the cells unnecessarily. Continue is due to the arrangement of the condensation section of the heat pipe on the side of the Battery module stacking of the battery modules possible and that through the battery modules Stand space used can be reduced.
Weiter wird in der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts kleiner als die wirksame Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts gemacht wird, die Regelbarkeit des Wärmerohres verbessert und gleichzeitig die Oberfläche (wärmeleitende Fläche) nicht verändert, so daß die Wärmestrahlungsfunktion nicht beeinträchtigt wird.Further in the present invention is that the effective cross-sectional area of the condensation section is smaller than the effective cross-sectional area of the Evaporation section is made, the controllability of the heat pipe is improved and at the same time the surface (heat-conducting surface) does not change, so that the Heat radiation function is not affected.
Weiter kann in der vorliegenden Erfindung durch Anordnung des Kondensationsabschnitts des Wärmerohres entlang der Seitenfläche des Batteriemoduls und durch Formung des an dem Ende des Kondensationsabschnitts ausgebildeten Gasspeichers zu einer Weite, die im wesentlichen gleich der des Kondensationsabschnitts ist, die Regelbarkeit des Wärmerohres verbessert werden ohne den durch den Batteriemodul belegten Raum zu vergrößern.Further, in the present invention, by arranging the condensing section of the heat pipe along the side surface of the battery module and by forming the the end of the condensation section formed gas storage to a width that in the controllability of the heat pipe is essentially the same as that of the condensation section can be improved without increasing the space occupied by the battery module.
Andererseits existiert gemäß dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung, da die Wärmerohre in der Leitplatte des Batteriemoduls vorgesehen sind, nicht länger ein Temperaturgradient in der Leitplatte und die Temperatur wird gleichmäßig bis zu dem Ende verteilt, wo die zweiten Wärmerohre verbunden sind.On the other hand, according to the heat radiation device for an energy storage battery of the present invention because the heat pipes in the baffle of the battery module are no longer a temperature gradient in the guide plate and the temperature is evenly distributed to the end where the second heat pipes are connected.
Zusätzlich ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, da zweite ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthaltende Wärmerohre vorhanden sind, den wirksamen Bereich des Vorhandenseins des Arbeitsfluids entsprechend der Batterietemperatur auch ohne Vorsehen eines Ventils oder eines anderen Gerätes zu verändern, und es ist deshalb möglich, auf irgendwelche Ventile und natürlich auch auf die entsprechenden Regelgeräte zu verzichten. Zusätzlich besteht gemäß dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energie speicherbatterie der vorliegenden Erfindung, da die Wärmestrahlungsfunktion durch die ersten in der Leitplatte vorgesehenen Wärmerohre und die zweiten am Ende der Leitplatte vorgesehenen Wärmerohre vorgebracht wird, nicht länger eine Notwendigkeit, ein Wärmestrahlungsgerät von kompliziertem Aufbau bei dem Batteriemodul vorzusehen, und als Ergebnis kann das Batteriemodul in der Größer verkleinert werden, d. h. eine Vergrößerung im wirksamen belegten Raum kann unterdrückt werden.In addition, in the present invention, it is possible to have a working fluid and a second Heat pipes containing non-condensing gas are present, the effective Area of existence of working fluid according to the battery temperature too without providing a valve or other device, and that's why possible on any valves and of course on the corresponding control devices to renounce. In addition, according to the heat radiation device, there is an energy storage battery of the present invention, since the heat radiation function by first heat pipes provided in the guide plate and the second at the end of the guide plate provided heat pipes is no longer a necessity To provide heat radiation device of complicated structure in the battery module, and as a result, the battery module can be downsized, i. H. a Enlargement in the effective occupied space can be suppressed.
Bei der vorliegenden Erfindung können die ersten Wärmerohre durch Löcher in der Leitplatte und Stopfen zum Verstopfen der Löcher gebildet werden. Durch Entlüften der Löcher und Füllen und Abdichten derselben mit einem Arbeitsfluid zur Herstellung der Wärmerohre ist es möglich, die ersten Wärmerohre einstückig mit der Leitplatte auszubilden, und dadurch die Kosten von Rohrmaterialien und die Arbeitskosten für den Einsatz der Wärmerohre zu verringern.In the present invention, the first heat pipes through holes in the Guide plate and plug to plug the holes are formed. By venting the Holes and filling and sealing the same with a working fluid to make the Heat pipes it is possible to integrate the first heat pipes in one piece with the guide plate train, and thereby the cost of pipe materials and labor costs for the Reduce use of heat pipes.
In der vorliegenden Erfindung ist es weiter durch Formen der Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres, des Verdampfungsabschnitts des zweiten Wärmerohres oder des ersten Wärmerohres als ein im Querschnitt flaches Rohr möglich, die Dicke der Leitplatte oder dergleichen dort zu reduzieren, wo die Verdampfungsabschnitte der Wärmerohre vorgesehen sind, ohne übermäßig die Querschnittsfläche des Durchflußweges der Rohre zu verringern, und außerdem in einem einen ausreichenden Wärmeflußbereich sichernden Zustand. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Volumen des Batteriemoduls und sein Gewicht zu verringern. Gleichzeitig ist es möglich, die Anzahl der Wärmerohre zu verringern, was bezüglich des Arbeitsaufwandes und der Herstellkosten vorteilhaft ist.In the present invention, it is further formed by molding the evaporating portion of the Heat pipe, the evaporation section of the second heat pipe or the first Heat pipe possible as a flat tube in cross section, the thickness of the guide plate or to reduce the like where the evaporation sections of the heat pipes are provided without unduly increasing the cross-sectional area of the flow path of the pipes reduce, and also ensure a sufficient heat flow area Status. As a result, it is possible to have the volume of the battery module and Reduce weight. At the same time, it is possible to increase the number of heat pipes reduce, which is advantageous in terms of labor and manufacturing costs.
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden mit der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen klarer werden, wobei:These and other objects and features of the present invention are achieved with the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying Drawings become clearer, where:
Fig. 1A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; Fig. 1A is a longitudinal section of the front view of a first embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 1B ein Querprofil der Draufsicht des in Fig. 1A gezeigten Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät ist; FIG. 1B is a cross-sectional plan view of the heat radiation device shown in FIG. 1A for a secondary battery device;
Fig. 2 eine Querprofilansicht eines Beispiels eines Verdampfungsabschnitts eines Wärme rohres des Ausführungsbeispiels ist; Fig. 2 is a cross-sectional view of an example of an evaporation portion of a heat pipe of the embodiment;
Fig. 3 eine Querprofilansicht eines weiteren Beispiels eines Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres des Ausführungsbeispiels ist; Fig. 3 is a cross section view of another example is an evaporation portion of the heat pipe of the embodiment;
Fig. 4 ein Längsschnitt der Vorderansicht zur Erklärung der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels ist; Fig. 4 is a longitudinal sectional front view for explaining the operation of the first embodiment;
Fig. 5 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; . 5 is a longitudinal section of the front view of Fig of a second embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 6 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; Fig. 6 is a longitudinal section of the front view of a third embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 7 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; Fig. 7 is a longitudinal section of the front view of a fourth embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 8A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; FIG. 8A is a longitudinal section of the front view of a fifth embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 8B eine Seitenansicht des in Fig. 8A gezeigten fünften Ausführungsbeispieles ist; Fig. 8B is a side view of the fifth embodiment shown in Fig. 8A;
Fig. 9A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; . 9A is a longitudinal section of the front view of Fig of a sixth embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 9B eine Seitenansicht des in Fig. 9A gezeigten sechsten Ausführungsbeispiels ist; Fig. 9B is a side view of the sixth embodiment shown in Fig. 9A;
Fig. 10A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines siebten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; FIG. 10A is a seventh embodiment is a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention, a longitudinal section of the front view;
Fig. 10B eine Seitenansicht des in Fig. 10a gezeigten siebten Ausführungsbeispiels ist; Fig. 10B is a side view of the seventh embodiment shown in Fig. 10a;
Fig. 11A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines achten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; FIG. 11A is a longitudinal sectional front view of a heat radiation device for a secondary battery of the present invention is device of an eighth embodiment according;
Fig. 11B eine Seitenansicht des in Fig. 11A gezeigten achten Ausführungsbeispiels ist; Fig. 11B is a side view of the eighth embodiment shown in Fig. 11A;
Fig. 12 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines neunten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; FIG. 12 is a longitudinal sectional front view of a ninth embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 13A ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist; FIG. 13A is a longitudinal section of the front view of a tenth embodiment of a heat radiation device for a secondary battery unit according to the present invention;
Fig. 13B eine Seitenansicht des in Fig. 13A gezeigten zehnten Ausführungsbeispiels ist; und Fig. 13B is a side view of the tenth embodiment shown in Fig. 13A; and
Fig. 14 ein Längsschnitt der Vorderansicht eines elften Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundärbatteriegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Fig. 14 is a longitudinal sectional front view of an eleventh embodiment of the present invention is according to a heat radiation device for a secondary battery unit.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele eines Wärmestrahlungsgerätes für ein Sekundär batteriegerät des Hochtemperaturtyps der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erklärt.The preferred embodiments of a heat radiation device for a secondary battery devices of the high temperature type of the present invention are as follows explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
In den folgenden Ausführungsbeispielen wird als Sekundärbatteriegerät des Hoch temperaturtyps ein Natrium-Schwefel-Batteriegerät mit mehreren Natrium-Schwefel-Batterie zellen beschrieben. Das Natrium-Schwefel-Batteriegerät kann für ein Energiespeicherbatteriegerät (eine Hochleistungsbatterie) verwendet werden, das in einem Kraftwerk zur Speicherung überschüssiger Energie zum Ausgleich von Schwankungen in der Belastung oder in einem Energiespeicherbatteriegerät in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug, eingebaut werden kann.In the following embodiments, the secondary battery device is the high temperature type, a sodium-sulfur battery device with several sodium-sulfur batteries cells described. The sodium-sulfur battery device can be used for one Energy storage battery device (a high performance battery) can be used in one Power station for storing excess energy to compensate for fluctuations in the load or in an energy storage battery device in a vehicle, such as for example, an electric vehicle can be installed.
Fig. 1A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie X-X in Fig. 1B; während Fig. 1B ein Querprofil der Draufsicht entlang der Linie Y-Y von Fig. 1A ist. Fig. 2 und Fig. 3 zeigen Beispiele von Abschnitten des Wärmerohres dieses Ausführungsbeispieles. FIG. 1A is a longitudinal sectional front view of a first embodiment of a heat radiation device for an energy storage battery according to the present invention, taken along the line XX in FIG. 1B; while FIG. 1B is a cross-sectional plan view along line YY of FIG. 1A. Fig. 2 and Fig. 3 show examples of portions of the heat pipe of this embodiment.
In Fig. 1A und Fig. 1B besteht das Energiespeicherbatteriegerät aus einem Modulgehäuse (Batteriemodul) 1, das aus einem wärmedämmenden Material gebildet ist, und mehreren im Querschnitt rund geformten Natrium-Schwefel-Zellen 2, die stehend in dem Modul gehäuse 1 untergebracht sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Natrium- Schwefel-Zellen 2 in Längsrichtung und Querrichtung in dem Modulgehäuse 1 aufgereiht. Selbstverständlich ist die Anzahl der Natrium-Schwefel-Zellen 2 der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel begrenzt.In Fig. 1A and Fig. 1B, the energy storage battery device consists of a module housing (battery module) 1 , which is formed from a heat-insulating material, and several round in cross-section shaped sodium-sulfur cells 2 , which are housed standing in the module housing 1 . In the illustrated embodiment, the sodium-sulfur cells 2 are lined up in the longitudinal and transverse directions in the module housing 1 . Of course, the number of sodium-sulfur cells 2 of the present invention is not limited to this example.
Das Wärmestrahlungsgerät dieses Ausführungsbeispiels zur Verhinderung des Überhitzens des Energiespeicherbatteriegerätes aus mehreren Natrium-Schwefel-Zellen 2 weist eine Leitplatte 3 und eine Wärmestrahlungsrippe 26 auf.The heat radiation device of this exemplary embodiment for preventing the energy storage battery device from overheating from a plurality of sodium-sulfur cells 2 has a guide plate 3 and a heat radiation fin 26 .
Wie in Fig. 1B gezeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel für ein Modulgehäuse 3 drei Wärmerohre 20 vorgesehen.As shown in FIG. 1B, three heat pipes 20 are provided for a module housing 3 in this exemplary embodiment.
Eine bezüglich der Wärmeleitfähigkeit ausgezeichnete Leitplatte 3, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, ist am Boden des wärmedämmenden Modulgehäuses 1 vorgesehen. In diesem Beispiel besteht die Leitplatte 3 aus einer Aluminiumplatte mit einer Dicke von 22 mm.An excellent in terms of thermal conductivity baffle 3 , z. B. made of copper or aluminum, is provided on the bottom of the heat-insulating module housing 1 . In this example, the guide plate 3 consists of an aluminum plate with a thickness of 22 mm.
Die Position der Anordnung der Leitplatte 3 ist nicht genau festgelegt, aber die Platte ist vorzugsweise am Boden des Batteriemoduls 1 angeordnet. Eine Energiespeicherbatterie enthält im allgemeinen eine Vielzahl von stehenden zylindrischen Natrium-Schwefel-Zellen 2, so daß die Anordnung der Leitplatte 3 am Boden des Batteriemoduls 1 eine gleichmäßige Rückgewinnung der Wärme ermöglicht. Wenn ferner die Leitplatte 3 am Boden des Batteriemoduls 1 angeordnet ist und auch die Wärmerohre 20 dort vorgesehen sind, dann wird die komplizierte Arbeit des Einsetzens von Wärmerohren 20 zwischen benachbarte Natrium-Schwefel-Zellen 2 unnötig.The position of the arrangement of the guide plate 3 is not precisely defined, but the plate is preferably arranged on the bottom of the battery module 1 . An energy storage battery generally contains a plurality of cylindrical cylindrical sodium-sulfur cells 2 , so that the arrangement of the guide plate 3 on the bottom of the battery module 1 enables a uniform recovery of the heat. Furthermore, if the guide plate 3 is arranged at the bottom of the battery module 1 and the heat pipes 20 are also provided there, then the complicated work of inserting heat pipes 20 between adjacent sodium-sulfur cells 2 becomes unnecessary.
Ein Wärmerohr 20 besteht aus einem Verdampfungsabschnitt 22, einem Kondensations abschnitt 22 und einem Gasspeicher 25.A heat pipe 20 consists of an evaporation section 22 , a condensation section 22 and a gas storage device 25 .
Der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 verläuft entlang der Längsrichtung der Leitplatte 3. Das Beispiels von Fig. 1A zeigt den Verdampfungsabschnitt 22 etwas über die Mitte hinaus in die Leitplatte 3 hineinragend, aber er kann ebenso direkt bis zum Ende der Leitplatte 3 hineinragen oder nicht so weit wie im Beispiel gezeigt in die Leitplatte eindringen. Der Verdampfungsabschnitt 22 ist nicht speziell auf die Position dieser Darstellung begrenzt, aber es ist vorteilhaft, ihn am vorderen Ende der Leitplatte 3 zu biegen und in das Ende der Leitplatte 3 einzusetzen. Hierdurch ist es möglich, den Bereich der Leitplatte 3 beinahe gleich dem Bereich des Modulgehäuses 1 zu machen und deshalb den belegten Standplatz auf ein Minimum zu begrenzen. Ferner wird es möglich, einen ausreichenden Bereich der Wärmeleitung des Verdampfungsabschnitts 22 je nach zu sichern.The evaporation section 22 of the heat pipe 20 runs along the longitudinal direction of the guide plate 3 . The example of FIG. 1A shows the evaporation section 22 protruding slightly beyond the center into the guide plate 3 , but it can also protrude directly to the end of the guide plate 3 or not penetrate the guide plate as far as shown in the example. The evaporation section 22 is not particularly limited to the position of this illustration, but it is advantageous to bend it at the front end of the guide plate 3 and to insert it into the end of the guide plate 3 . This makes it possible to make the area of the guide plate 3 almost the same as the area of the module housing 1 and therefore to limit the occupied space to a minimum. Furthermore, it becomes possible to secure a sufficient area of heat conduction of the evaporation section 22 as appropriate.
Ein Ende des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 ist in der Leitplatte 3 eingesetzt vorgesehen, aber das andere Ende des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 steigt an der Seite des Modulgehäuses 1 auf, um den Kondensations abschnitt 24 des Wärmerohres 20 zu bilden. Der Kondensationsabschnitt 24 des Wärmerohres 20 ist vorzugsweise ein Rohr, das in einem Winkel von zumindest 30° bezüglich des Verdampfungsabschnitts 22 aufsteigt (ein Rohr in fortlaufender Verbindung mit dem Verdampfungsabschnitt 22). Besonders vorteilhaft ist er im wesentlichen vertikal entlang der Seite des Moduls angeordnet. In dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung ist die Position der Anbringung des Kondensationsabschnitts 24 des Wärmerohres 20 nicht genau festgelegt, aber der Abschnitt ist vorzugsweise an der Seitenfläche des Modulgehäuses 1 angebracht. Wenn der Kondensationsabschnitt 24 an der Oberseite des Batteriemoduls 1 vorgesehen ist, würde das Stapeln der Batteriemoduln 1 schwierig werden. Durch Anordnen des Kondensations abschnitts 24 an der Seitenfläche des Modulgehäuses 1 wird das Stapeln der Batterie moduln 1 möglich und der durch die Batteriemoduln 1 belegte Standplatz kann klein gehalten werden.One end of the evaporation section 22 of the heat pipe 20 is provided inserted in the guide plate 3 , but the other end of the evaporation section 22 of the heat pipe 20 rises on the side of the module housing 1 to form the condensation section 24 of the heat pipe 20 . The condensation section 24 of the heat pipe 20 is preferably a pipe that rises at an angle of at least 30 ° with respect to the evaporation section 22 (a pipe in continuous communication with the evaporation section 22 ). It is particularly advantageously arranged essentially vertically along the side of the module. In the heat radiation device for an energy storage battery of the present invention, the position of attachment of the condensation portion 24 of the heat pipe 20 is not precisely determined, but the portion is preferably attached to the side surface of the module case 1 . If the condensing section 24 is provided on the top of the battery module 1 , the stacking of the battery modules 1 would become difficult. By arranging the condensing portion 24 to the side surface of the module casing 1, the stacks of the battery modules 1 is possible, and the space occupied by the battery modules 1 stand can be kept small.
Der Kondensationsabschnitt 24 ist mit einer Wärmestrahlungsvorrichtung 26 mit einem Basisteil 26a aus Kupfer oder Aluminium, welches beste thermische Leitfähigkeit bietet, oder Messing, welches beste Verarbeitbarkeit bietet, und Strahlungsrippen 26b versehen und strahlt Wärme durch natürliche Luftkühlung ab. Die Rippen 26b sind vorzugsweise in ihrer Form kammförmig. Um die natürliche Kühlung zu unterstützen sind die Rippen 26b vorzugsweise in der vertikal ausgerichtet.The condensation section 24 is provided with a heat radiation device 26 with a base part 26 a made of copper or aluminum, which offers the best thermal conductivity, or brass, which offers the best workability, and radiation fins 26 b and radiates heat through natural air cooling. The ribs 26 b are preferably comb-shaped in shape. In order to support natural cooling, the ribs 26 b are preferably oriented vertically.
Am oberen Ende des Kondensationsabschnitts 24 des Wärmerohres 20 ist ein Gasspeicher 25 zur Speicherung des nichtkondensierenden Gases vorgesehen.At the upper end of the condensation section 24 of the heat pipe 20 , a gas storage device 25 is provided for storing the non-condensing gas.
In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des Kondensationsabschnitts 24 z. B. 300 mm, die Länge des Gasspeichers 25 beträgt 100 mm, und das Volumenverhältnis beträgt etwa 1,6. Die Strahlungsvorrichtung 26 hat ein Basisteil 26a mit einer Breite von 200 mm, einer Höhe von 300 mm und einer Dicke von 8 mm und insgesamt 16 plattenähnliche Rippen 26b mit einer Dicke von 1 mm. Der Kondensationsabschnitt 24 ist an der Mitte des Basisteiles 26a befestigt. Diese Maße sind so gewählt, daß die Effektivität der Wärmestrahlungsrippe nicht absinkt. Ferner ist das gesamte Wärmerohr 20 mit einem Außendurchmesser von 15 mm und der Gasspeicher 25 mit einem Außendurchmesser von 30 mm versehen. Das Material des Wärmerohres ist nicht speziell begrenzt, aber es ist z.B Edelstahl.In this embodiment, the length of the condensation section 24 is z. B. 300 mm, the length of the gas reservoir 25 is 100 mm, and the volume ratio is about 1.6. The radiation device 26 has a base part 26 a with a width of 200 mm, a height of 300 mm and a thickness of 8 mm and a total of 16 plate-like ribs 26 b with a thickness of 1 mm. The condensation section 24 is attached to the center of the base part 26 a. These dimensions are chosen so that the effectiveness of the heat radiation fin does not decrease. Furthermore, the entire heat pipe 20 is provided with an outer diameter of 15 mm and the gas reservoir 25 with an outer diameter of 30 mm. The material of the heat pipe is not particularly limited, but it is, for example, stainless steel.
Im folgenden wird der detaillierte Aufbau und die variable Leitfähigkeitscharakteristik des Wärmerohres 20 beschrieben.The detailed structure and the variable conductivity characteristic of the heat pipe 20 are described below.
Das Wärmerohr 20 dieses Ausführungsbeispieles enthält in dem Vakuumrohr dicht eingeschlossen ein Arbeitsfluid und eine geeignete Menge eines nichtkondensierenden Gases.The heat pipe 20 of this embodiment contains a working fluid and an appropriate amount of a non-condensing gas sealed in the vacuum tube.
Die in den oben genannten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 63-175355, 2-148622, 7-14616, 60-107274 und 61-161669 offenbarten Wärmerohre sind Wärmeübertragungsvorrichtungen, die ein Arbeitsfluid und die Kapillarfunktion von Dochten benutzen. Andererseits enthält das Wärmerohr 20 dieses Ausführungsbeispieles den Verdampfungsabschnitt 22, den Kondensationsabschnitt 24 und den Gasspeicher 25, und die geeignete Menge des nichtkondensierenden Gases ist in das Wärmerohr 20 zusätzlich zu dem Arbeitsfluid eingeführt.The heat pipes disclosed in the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) Nos. 63-175355, 2-148622, 7-14616, 60-107274 and 61-161669 are heat transfer devices that use working fluid and the capillary function of wicks. On the other hand, the heat pipe 20 of this embodiment includes the evaporation section 22 , the condensation section 24, and the gas storage 25 , and the appropriate amount of the non-condensing gas is introduced into the heat pipe 20 in addition to the working fluid.
Ein Blick auf den Querschnitt des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 zeigt z. B., wie in Fig. 2 zu sehen ist, daß drei (oder mehr) Phosphor-Bronze-Gitter 220 als Dochte entlang der Innenwand des Verdampfungsabschnitts 22 eingesetzt sind. Die Gitter 220, die als Bauteile zur Unterstützung der Kapillarwirkung dienen, sind vorzugsweise zylindrisch geformt und entlang der Innenwand des Verdampfungsabschnitts 22 angebracht. Der Grund hierfür ist, die Querschnittsfläche des Durchflusses nicht zu verringern. Der Verdampfungsabschnitt 22 verläuft horizontal, so daß mit einem blanken Rohr, also üblichen Rohr die Möglichkeit besteht, daß das kondensierte Arbeitsfluid austrocknen wird (überhitzt werden wird) und nicht das Ende des Verdampfungs abschnittes 22 erreicht. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird, da ein metallisches Gitter oder ein anderes die Kapillarwirkung unterstützendes Bauteil an der Innenseite des Verdampfungsabschnitts 22 vorgesehen ist, die Kapillarwirkung benutzt, um zu ermöglichen, daß das Arbeitsfluid zu dem Ende oder zu der oberen Wand des Verdampfungsabschnittes 22 des Wärmerohres transportiert wird.A look at the cross section of the evaporation section 22 of the heat pipe 20 shows e.g. B., as can be seen in FIG. 2, that three (or more) phosphor bronze grids 220 are used as wicks along the inner wall of the evaporation section 22 . The grids 220 , which serve as components to support the capillary action, are preferably cylindrical in shape and attached along the inner wall of the evaporation section 22 . The reason for this is not to reduce the cross-sectional area of the flow. The evaporation section 22 extends horizontally, so that with a bare tube, that is conventional tube, there is the possibility that the condensed working fluid will dry out (will be overheated) and does not reach the end of the evaporation section 22 . In this embodiment, however, since a metallic grid or other capillary support member is provided on the inside of the evaporating section 22 , the capillary action is used to allow the working fluid to flow to the end or top wall of the evaporating section 22 of the heat pipe is transported.
Das die Kapillarwirkung unterstützende Bauteil kann ein gesintertes Metall oder Faserbündeldochte zusätzlich zu einem Gitter sein.The component supporting the capillary action can be a sintered metal or Fiber bundle wicks should be in addition to a grid.
Anstelle des Verdampfungsabschnitts 22 des in Fig. 2 gezeigten Wärmerohres 20 ist es auch möglich, ein Wärmerohr 20a mit einem als flaches Rohr geformten Verdampfungs abschnitt 22a, wie in Fig. 3 gezeigt, zu verwenden. Die andere Abschnitte außer dem Verdampfungsabschnitt 22a des Wärmerohres 20a können ebenfalls flache Rohre sein oder auch nicht. Wie in Fig. 3 gezeigt, beträgt das Verhältnis b/a des kurzen Abstandes zu dem langen Abstand a, das den Grad der Flachheit anzeigt, vorzugsweise 0,5 bis 0,3 oder ähnlich. Wenn dieses Verhältnis zu klein ist, wird der Widerstand des Durchflusses zu groß, was nicht wünschenswert wäre, während wenn das Verhältnis zu groß ist (nahe 1), wäre das Rohr nicht länger flach und die Wirkung seiner Abflachung wäre geringer. Durch die Ausbildung des Verdampfungsabschnitts des Wärmerohres 20, d. h. des Abschnitts, wo die Wärme von dem Batteriemodulgehäuse 1 weggeführt wird, als flach geformtes Rohr, wird es möglich, die Dicke der Leitplatte 3, in der der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 eingebracht ist, zu verringern, ohne die Querschnitts-fläche des Durchflusses des Rohres extrem zu verringern und in einem den notwendigen Bereich der Wärmeleitung sichernden Zustand. Als ein Ergebnis kann das Batteriemodulgehäuse 1 volumenmäßig und gewichtsmäßig verringert werden. Gleichzeitig kann die Anzahl der Wärmerohre 20 verringert werden - was bezüglich des Arbeitsaufwandes und der Herstellkosten vorteilhaft ist.Instead of the evaporation section 22 of the heat pipe 20 shown in FIG. 2, it is also possible to use a heat pipe 20 a with an evaporation section 22 a shaped as a flat tube, as shown in FIG. 3. The other sections except the evaporation section 22 a of the heat pipe 20 a may also be flat pipes or not. As shown in Fig. 3, the ratio b / a of the short distance to the long distance a indicating the degree of flatness is preferably 0.5 to 0.3 or the like. If this ratio is too small, the resistance of the flow becomes too large, which would not be desirable, while if the ratio is too large (near 1), the pipe would no longer be flat and the effect of its flattening would be less. By forming the evaporation section of the heat pipe 20 , that is, the section where the heat is led away from the battery module case 1 as a flat-shaped pipe, it becomes possible to increase the thickness of the baffle 3 in which the evaporation section 22 of the heat pipe 20 is inserted reduce without extremely reducing the cross-sectional area of the flow of the pipe and in a state ensuring the necessary area of heat conduction. As a result, the battery module case 1 can be reduced in volume and weight. At the same time, the number of heat pipes 20 can be reduced - which is advantageous in terms of labor and manufacturing costs.
In der Vielfalt der Ausführungsbeispiele kann der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20, auf den im folgenden Bezug genommen wird, entweder von der in Fig. 2 oder in Fig. 3 dargestellten Querschnittsform sein.In the variety of embodiments, the evaporation section 22 of the heat pipe 20 referred to below may be either of the cross-sectional shape shown in FIG. 2 or in FIG. 3.
Das in dem Wärmerohr 20 dicht eingeschlossene Arbeitsfluid ist nicht speziell festgelegt, aber es kann von einem Arbeitsfluid entsprechend dem zu regelnden Temperaturbereich Gebrauch gemacht werden, z. B. als bevorzugtes Ausführungsbeispiel für den betriebs mäßigen Temperaturbereich von 300 bis 330°C des Natrium-Schwefel-Batteriegerätes Wasser, Naphthalen oder Diphenyl oder andere Aromaten, Therm-S (Produktname, hergestellt von Nippon Steel Chemical Co. Ltd.), oder dergleichen. Ferner kann als Arbeitsfluid eines aus der der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenyl-Ether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen ausgewählt werden. Insbesondere kann Therm-S 300 (Mischung von 26,5% Diphenyl und 73,5% Diphenyl-Ether, hergestellt von Nippon Steel Chemical Co. Ltd.) oder dergleichen verwendet werden. Wenn eine Mischung von Diphenyl und Diphenyl-Ether als Arbeitsfluid verwendet wird, wird die Toxizität gering und der Preis niedrig. Ferner ist dieses Arbeitsfluid stabil nahe 350°C. Ein zweckmäßiger Betrieb des Wärmerohes wird somit möglich.The working fluid sealed in the heat pipe 20 is not specifically specified, but a working fluid can be used according to the temperature range to be controlled, e.g. B. as a preferred embodiment for the operational temperature range of 300 to 330 ° C of the sodium-sulfur battery device water, naphthalene or diphenyl or other aromatics, Therm-S (product name, manufactured by Nippon Steel Chemical Co. Ltd.), or the like . Furthermore, one of the group with a mixture of diphenyl and diphenyl ether, an alkyl diphenyl and naphthalene can be selected as the working fluid. In particular, Therm-S 300 (mixture of 26.5% diphenyl and 73.5% diphenyl ether manufactured by Nippon Steel Chemical Co. Ltd.) or the like can be used. If a mixture of diphenyl and diphenyl ether is used as the working fluid, the toxicity becomes low and the price low. Furthermore, this working fluid is stable near 350 ° C. Appropriate operation of the heat pipe is thus possible.
Das nichtkondensierende Gas, das in einer geeigneten Menge dicht in dem Wärmerohr 20 eingeschlossen ist, ist nicht speziell festgelegt, aber es ist vorzugsweise ein Gas, das äußerst stabil ist und schwer in dem Arbeitsfluid zu lösen ist. Es kann beispielsweise Argon, Xenon, Stickstoff oder dergleichen verwendet werden.The non-condensing gas, which is tightly sealed in the heat pipe 20 in an appropriate amount, is not specifically specified, but is preferably a gas that is extremely stable and difficult to dissolve in the working fluid. For example, argon, xenon, nitrogen or the like can be used.
Bei Einschluß des Arbeitsfluids und des nichtkondensierenden Gases in dem Wärmerohr 20 vom Typ der variablen Leitfähigkeit sollten die folgenden Punkte beachtet werden. Dieses Ausführungsbeispiel macht Gebrauch von der Tatsache, daß sich die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gas entsprechend der Temperatur des Verdampfungsabschnitts 22 bewegt, um so die wirksame Länge des Kondensationsabschnitts 24 zur Variierung der Abstrahlungscharakteristik variabel zu machen und dadurch zu ermöglichen, daß die Wärmestrahlungsfunktion verändert wird. Es ist genug des nichtkondensierenden Gases einschlossen, so daß die Position dieser Grenzfläche sich zu der Seite des Kondensationsabschnitts 24 des Verdampfungsabschnitts 22 nahe der minimalen Haltetemperatur, etwa 300°C im Fall einer Natrium-Schwefel-Batterie, bewegt und die Temperatur der Schnittstelle zwischen dem Kondensations abschnitt 24 und dem Gasspeicher 25 nahe der maximalen Haltetemperatur, etwa 330 bis 350°C im Falle einer Natrium-Schwefel-Batterie, wird.When including the working fluid and the non-condensing gas in the variable conductivity type heat pipe 20 , the following points should be considered. This embodiment takes advantage of the fact that the interface between the working fluid and the non-condensing gas moves in accordance with the temperature of the vaporization section 22 so as to vary the effective length of the condensation section 24 to vary the radiation characteristic and thereby enable the heat radiation function is changed. Enough of the non-condensing gas is included so that the position of this interface moves to the side of the condensing section 24 of the evaporating section 22 near the minimum holding temperature, about 300 ° C in the case of a sodium-sulfur battery, and the temperature of the interface between that Condensation section 24 and the gas storage 25 near the maximum holding temperature, about 330 to 350 ° C in the case of a sodium-sulfur battery.
Es wird nun die variable Leitfähigkeitscharakteristik des Wärmerohres 20 erörtert. Für die Funktion des Wärmerohres 20 wird das nichtkondensierende Gas durch den Fluß von verdampftem Gas in dem Wärmerohr in das Ende des Kondensationsabschnitts 24 gedrückt. Das nichtkondensierende Gas wird durch die Umgebungstemperatur geregelt. Der Druck in dem Wärmerohr 20 steigt ebenfalls im Verhältnis zum Temperaturanstieg an, aber die Temperaturabhängigkeit des gesättigten Druckes des Arbeitsfluids ist wesentlich größer als die des nichtkondensierenden Gases, so daß sich bei Temperatur anstieg die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gas am Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 zu der Seite des Kondensationsabschnitts 24 bewegen wird, auch genauer gesagt eigentlich ein gewisser Diffusionseffekt vorhanden ist. Deshalb wird, wenn genug nichtkondensierendes Gas eingeschlossen ist, so daß sich die Position der Grenzfläche zu der Seitens des Kondensationsabschnitts 24 des Verdampfungsabschnittes nahe der minimalen Haltetemperatur (etwa 300°C in dem Falle einer Natrium-Schwefel-Batterie) bewegt und die Temperatur der Schnittstelle zwischen dem Kondensationsabschnitt 24 und dem Gasspeicher 25 nahe der maximalen Halte temperatur (etwa 330 bis 350°C in dem Fall einer Natrium-Schwefel-Batterie) wird, die Wirkung des Wärmerohres 20 bei Temperaturen, bis die minimale Haltetemperatur erreicht ist, unterdrückt. Wenn andererseits die Temperatur höher ansteigt, bewegt sich der Bereich des Arbeitsfluids in dem Wärmerohr 20 zu der Kondensationsseite 24, so daß der Kondensationsabschnitt 24 wesentlich größer wird und der Betrag der abgestrahlten Wärme ansteigt. Wenn ferner die maximale Haltetemperatur erreicht ist, ist das nichtkondensierende Gas in dem Gasspeicher 25 am Ende des Kondensationsabschnitts 24 enthalten, so daß eine schnelle thermische Übertragung erzielt und der maximale Wärmestrahleffekt erreicht wird.The variable conductivity characteristic of the heat pipe 20 will now be discussed. For the function of the heat pipe 20 , the non-condensing gas is forced into the end of the condensation section 24 by the flow of vaporized gas in the heat pipe. The non-condensing gas is regulated by the ambient temperature. The pressure in the heat pipe 20 also increases in relation to the temperature rise, but the temperature dependence of the saturated pressure of the working fluid is much greater than that of the non-condensing gas, so that the temperature between the working fluid and the non-condensing gas at the evaporation section 22 of the temperature increases Heat pipe 20 will move to the side of the condensation section 24 , more precisely actually there is actually a certain diffusion effect. Therefore, when enough non-condensing gas is trapped so that the position of the interface to the side of the condensing section 24 of the evaporation section moves near the minimum holding temperature (about 300 ° C in the case of a sodium-sulfur battery) and the temperature of the interface between the condensation section 24 and the gas storage 25 near the maximum holding temperature (about 330 to 350 ° C in the case of a sodium-sulfur battery), the effect of the heat pipe 20 at temperatures until the minimum holding temperature is reached is suppressed. On the other hand, when the temperature rises higher, the area of the working fluid in the heat pipe 20 moves to the condensation side 24 , so that the condensation section 24 becomes much larger and the amount of the radiated heat increases. Furthermore, when the maximum holding temperature is reached, the non-condensing gas is contained in the gas storage 25 at the end of the condensing section 24 , so that a rapid thermal transfer is achieved and the maximum heat radiation effect is achieved.
Das nichtkondensierende Gas und der Gasspeicher 25 erzwingen die Bewegung des Arbeitsfluids, das in dem Verdampfungsabschnitt 22 durch Wärme verdampft ist, durch die Dochte in dem Wärmerohr 20. Die Wechselwirkung des nichtkondensierenden Gases und des verdampften Gases des Arbeitsfluids verändert die Funktion des Wärmerohres 20. Die Änderung der Funktion ist definiert als die variable Leitfähigkeit. Diese variable Leitfähigkeitscharakteristik ist, abhängig von der Temperatur am Wärmerohr 20, veränderlich.The non-condensing gas and the gas storage 25 force the movement of the working fluid, which is evaporated by heat in the evaporation section 22 , through the wicks in the heat pipe 20 . The interaction of the non-condensing gas and the vaporized gas of the working fluid changes the function of the heat pipe 20 . The change in function is defined as the variable conductivity. This variable conductivity characteristic is variable, depending on the temperature at the heat pipe 20 .
Da der Betrag der abgestrahlten Wärme automatisch entsprechend der Temperatur der Batterie geregelt wird, ist kein Temperatursensor oder keine andere elektronische Vorrichtung nötig. Deshalb erfolgt die Regelung nicht schrittweise und ferner wird kein Pendeln verursacht, so daß eine Feineinstellung des Betrages der abgestrahlten Wärme möglich wird. Als ein Ergebnis kann die Batterietemperatur nach der Erwärmung über eine gewisse Temperatur allein durch das Wärmerohr geregelt werden und deshalb können die Betriebskosten verringert werden und auf die Regelvorrichtungen verzichtet werden. Da keine Regelvorrichtung oder dergleichen benötigt wird, kann der durch das Batterie modul belegte Raum wesentlich verringert werden.Since the amount of radiated heat automatically corresponds to the temperature of the Battery is regulated, is not a temperature sensor or any other electronic Device necessary. Therefore, the regulation is not gradual and neither will Commuting causes so that a fine adjustment of the amount of radiated heat becomes possible. As a result, the battery temperature may rise after heating a certain temperature can be regulated solely by the heat pipe and therefore can the operating costs are reduced and the control devices are dispensed with. Since no control device or the like is required, the battery can module occupied space can be significantly reduced.
Wenn das Volumenverhältnis des Gasspeichers 25 des Wärmerohres zu dem Kondensationsabschnitt 24 größer als 1 gemacht wird, kann die Differenz zwischen der oberen Grenztemperatur und der unteren Grenztemperatur auf etwa 40°C gehalten werden und es ist möglich, die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen 1 in einem optimalen Bereich zu halten. Wenn das Verhältnis größer als nötig gemacht wird, wird eine exakte Temperaturregelung möglich. Wenn das Volumen des Gasspeichers 25 auf Vd, das Volumen des Kondensationsabschnitts 24 auf Vc, der Sättigungsdruck der unteren Grenztemperatur auf P1 und der Sättigungsdruck der oberen Grenztemperatur auf P2 eingestellt werden, dann erhält man das Verhältnis Vg/Vc = P1/(P2-P1), so daß, wenn die Differenz zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert der Sättigungsdrücke kleiner gemacht wird und die Regelbarkeit steigt, der Wert der linken Seite, d. h. Vg/Vc größer wird. Dies bedeutet, daß das Volumen Vg des Gasspeichers 25 ansteigen wird, aber gleichzeitig eine entsprechende Verringerung des Volumens des Kondensationsabschnitts 24 stattfindet. Deshalb wird bei der vorliegenden Erfindung anstelle der Vergrößerung des Volumens des Gasspeichers 25 das Volumen des Kondensationsabschnitts 24 verringert. Der Oberflächenbereich des Kondensations abschnitts 24 hat jedoch einen Einfluß auf die Wärmestrahlungsfunktion, so daß die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24 kleiner gemacht ist. Hierdurch wird die linke Seite der obigen Gleichung größer und die Regelbarkeit des Wärmerohres 20 wird vergrößert und gleichzeitig der Oberflächenbereich nicht geändert, so daß es keinen Einfluß auf die Wärmestrahlungsfunktion gibt.If the volume ratio of the gas storage 25 of the heat pipe to the condensing section 24 is made larger than 1, the difference between the upper limit temperature and the lower limit temperature can be kept at about 40 ° C and it is possible to adjust the temperature of the sodium-sulfur cells 1 to keep in an optimal range. If the ratio is made larger than necessary, precise temperature control is possible. If the volume of the gas reservoir 25 is set to Vd, the volume of the condensing section 24 to Vc, the saturation pressure of the lower limit temperature to P1 and the saturation pressure of the upper limit temperature to P2, then the ratio Vg / Vc = P1 / (P2-P1 ), so that if the difference between the upper limit value and the lower limit value of the saturation pressures is made smaller and the controllability increases, the value of the left side, ie Vg / Vc, becomes larger. This means that the volume Vg of the gas reservoir 25 will increase, but at the same time a corresponding reduction in the volume of the condensation section 24 takes place. Therefore, in the present invention, instead of increasing the volume of the gas storage 25, the volume of the condensing section 24 is reduced. The surface area of the condensation section 24 , however, has an influence on the heat radiation function, so that the effective cross-sectional area of the condensation section 24 is made smaller. As a result, the left side of the above equation becomes larger and the controllability of the heat pipe 20 is increased and at the same time the surface area is not changed, so that there is no influence on the heat radiation function.
Als nächstes wird der Betrieb des Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie erklärt.Next is the operation of the heat radiation device for an energy storage battery explained.
Das Wärmerohr 20, das bei Gebrauch als ein Hauptbestandteil des Wärmestrahlungs gerätes für eine Energiespeicherbatterie dient, enthält gemäß diesem Ausführungsbeispiel in sich dicht eingeschlossen ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas. Die Leitplatte 3 empfängt von dem Modulgehäuse 1 unter den mehrere Natrium-Schwefel-Zellen gleichmäßig Wärme und der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 unter den mehreren Natrium-Schwefel-Zellen 2 wird durch die Leitplatte 3 aufgeheizt. Als ein Ergebnis wird das Arbeitsfluid in dem Verdampfungsabschnitt 22 verdampft und bewegt sich in den Dochten in dem Verdampfungsabschnitt 22, und das nichtkondensierende Gas in dem Verdampfungsabschnitt 22 wird durch den Fluß des verdampften Arbeitsfluids zum Ende des Kondensationsabschnitts 24, d. h. zu der Seite des Gasspeichers 25, bewegt und durch den Fluß des verdampften Gases in dem Rohr in dem Verdampfungsabschnitt 22 dort hineingedrückt. Das nichtkondensierende Gas wird durch die Umgebungstemperatur des Gasspeichers 25 geregelt, aber die Temperaturabhängigkeit des Sättigungsdruckes des Arbeitsfluids ist viel größer als die des nichtkondensierenden Gases, so daß, wenn die Temperatur des Arbeitsfluids in dem Verdampfungsabschnitt 22 ansteigt, die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nicht kondensierenden Gases sich zur Seite des Kondensationsabschnitts 24 hinbewegt, obwohl genauer gesagt eigentlich auch ein gewisser Diffusionseffekt vorhanden ist. Es ist genug nichtkondensierendes Gas eingeschlossen, so daß, wie in Fig. 4 gezeigt, sich die Position dieser Grenzfläche zu der Position A an der Seite des Kondensationsabschnitts 24 des Verdampfungsabschnitts 22 nahe der minimalen Haltetemperatur von etwa 300°C der Natrium-Schwefel-Zellen 2 bewegt und die Temperatur der Schnittstelle B zwischen dem Kondensationsabschnitt 24 und dem Gasspeicher 25 nach einer maximalen Haltetemperatur der Natrium-Schwefel-Batterie zellen von etwa 330 bis 350°C wird. Aufgrund dieses Sachverhaltes wird bei Temperaturen bis die minimale Haltetemperatur von 300°C erreicht wird, das Arbeitsfluid durch den Druck des nichtkondensierenden Gases gedrückt und nur im Teil der Leitplatte 3 des Modulgehäuses 1 lokalisiert, so daß die Funktion des Wärmerohres 20 unterdrückt wird, aber ein Wärmetauscheffekt erzielt wird. Wenn andererseits die Temperatur darüber ansteigt, wird der Druck des Arbeitsfluids den Druck des nichtkondensierenden Gases übersteigen und die Grenzfläche zwischen dem Arbeitsfluid und dem nichtkondensierenden Gas wird sich zu der Seite des Kondensationsabschnitts 24 hin bewegen, so daß der Kondensationsabschnitt 24 entsprechend dem Anstieg in der Temperatur im wesentlichen schrittweise vergrößert wird. Aufgrund diesen Sachverhaltes wird der Betrag der abgestrahlten Wärme kontinuierlich ansteigen. Auf diese Weise steigt der Betrag der abgestrahlten Wärme kontinuierlich an und die maximale Haltetemperatur von 330 bis 350°C wird erreicht, und dann wird das nichtkondensierende Gas in dem Gasspeicher 25 am Ende des Kondensationsabschnitts 24 angereichert, so daß der maximale Wärme strahlungseffekt erzielt werden kann. Deshalb wird durch Anbringen eines Wärme strahlungsabschnittes 26, der mit dem Betrag der von dem Batteriemodul 1 in diesem Ausführungsbeispiel erzeugten Wärme vergleichbar ist, an den Kondensationsabschnitt 24 die Temperatur des Verdampfungsabschnitts 22 niemals über 340°C ansteigen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Wärmestrahlungsfunktion durch Anbringen von drei Wärmerohren 20 variabler Leitfähigkeit in Anbetracht des Betrages der abzustrahlenden Wärme erreicht.The heat pipe 20 , which serves as a main component of the heat radiation device for an energy storage battery when used, contains, according to this embodiment, a working fluid and a non-condensing gas sealed therein. The guide plate 3 receives heat uniformly from the module housing 1 among the several sodium-sulfur cells and the evaporation section 22 of the heat pipe 20 under the several sodium-sulfur cells 2 is heated by the guide plate 3 . As a result, the working fluid in the evaporation section 22 is evaporated and moves in the wicks in the evaporation section 22 , and the non-condensing gas in the evaporation section 22 becomes by the flow of the evaporated working fluid to the end of the condensation section 24 , that is, to the gas storage 25 side , moved and pressed therein by the flow of the vaporized gas in the tube in the vaporization section 22 . The non-condensing gas is controlled by the ambient temperature of the gas reservoir 25 , but the temperature dependence of the saturation pressure of the working fluid is much greater than that of the non-condensing gas, so that when the temperature of the working fluid in the evaporation section 22 rises, the interface between the working fluid and the not condensing gas moves toward the condensing section 24 side, although more specifically, there is actually some diffusion effect. Enough non-condensing gas is included so that, as shown in Fig. 4, the position of this interface becomes position A on the condensation section 24 side of the evaporation section 22 near the minimum holding temperature of about 300 ° C of the sodium-sulfur cells 2 moves and the temperature of the interface B between the condensation section 24 and the gas storage 25 after a maximum holding temperature of the sodium-sulfur battery cells of about 330 to 350 ° C. Due to this fact, the working fluid is pressed by the pressure of the non-condensing gas at temperatures up to the minimum holding temperature of 300 ° C and localized only in part of the guide plate 3 of the module housing 1 , so that the function of the heat pipe 20 is suppressed, but a Heat exchange effect is achieved. On the other hand, if the temperature rises above, the pressure of the working fluid will exceed the pressure of the non-condensing gas and the interface between the working fluid and the non-condensing gas will move toward the side of the condensing section 24 , so that the condensing section 24 corresponds to the increase in temperature is gradually increased. Because of this, the amount of radiated heat will increase continuously. In this way, the amount of radiated heat increases continuously and the maximum holding temperature of 330 to 350 ° C is reached, and then the non-condensing gas is enriched in the gas storage 25 at the end of the condensation section 24 , so that the maximum heat radiation effect can be achieved . Therefore, by attaching a heat radiation section 26 , which is comparable to the amount of heat generated by the battery module 1 in this exemplary embodiment, the temperature of the evaporation section 22 will never rise above 340 ° C. to the condensation section 24 . In this embodiment, the heat radiation function is achieved by attaching three heat pipes 20 of variable conductivity in view of the amount of heat to be radiated.
Auf diese Weise kann mit dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung, wobei das Wärmestrahlungsgerät das Wärmerohr 20 mit dem Gasspeicher 25 enthält und das nichtkondensierende Gas zusätzlich zu dem Arbeitsfluid verwendet, der Betrag der abgestrahlten Wärme kontinuierlich verändert werden. Dementsprechend wird die Wärmestrahlung nicht stufenweise geregelt und ferner gibt es kein Pendeln der hohen Temperaturen und Überkühlungen, so daß eine Feineinstellung des Betrages der abgestrahlten Wärme möglich wird. Als ein Ergebnis kann nach dem Heizen über eine gewisse Temperatur die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen 2 nur durch das Wärmerohr 20 allein geregelt werden, ohne die Notwendigkeit eines Temperatur regelsystems mit Temperatursensoren oder Temperaturregelgeräten. Da keine Notwendigkeit zur Bedienung irgendwelcher Temperaturregelgeräte besteht, können die Betriebskosten verringert und auf Temperaturregelgeräte verzichtet werden. Mit anderen Worten, das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas selbst erkennen von Natur aus die Batterietemperatur und der Betrag der abgestrahlten Wärme wird automatisch gemäß der Temperatur der Batterie geregelt, so daß kein Temperatursensor oder eine andere elektronische Vorrichtung notwendig wird. Da weiter bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie dieses Ausführungsbeispieles der wirksame Bereich des Arbeitsfluids gemäß der Batterietemperatur auch ohne Vorsehen eines Ventiles oder einer anderen Vorrichtung verändert werden kann, ist es möglich, auf alle Ventile und natürlich auch auf die entsprechenden Regelgeräte zu verzichten.In this way, with the heat radiation device for an energy storage battery of the present invention, wherein the heat radiation device includes the heat pipe 20 with the gas storage 25 and uses the non-condensing gas in addition to the working fluid, the amount of the radiated heat can be continuously changed. Accordingly, the heat radiation is not regulated in stages and there is also no oscillation of the high temperatures and supercooling, so that a fine adjustment of the amount of radiated heat is possible. As a result, after heating above a certain temperature, the temperature of the sodium-sulfur cells 2 can only be controlled by the heat pipe 20 alone, without the need for a temperature control system with temperature sensors or temperature control devices. Since there is no need to operate any temperature control devices, the operating costs can be reduced and temperature control devices can be dispensed with. In other words, the working fluid and the non-condensing gas itself naturally recognize the battery temperature and the amount of heat radiated is automatically controlled according to the temperature of the battery, so that no temperature sensor or other electronic device is necessary. Further, since in the heat radiation device for an energy storage battery of this embodiment, the effective range of the working fluid can be changed according to the battery temperature without providing a valve or other device, it is possible to dispense with all valves and, of course, with the corresponding control devices.
Das Wärmerohr 20 dieses Ausführungsbeispieles kann durch geeignete Einstellmengen des Arbeitsfluids und des nichtkondensierenden Gases entsprechend den Betriebsbedingungen zu einem geeigneten Wärmerohr mit einer variablen Leitfähigkeitscharakteristik modifiziert werden. Die variable Leitfähigkeitscharakteristik des Wärmerohres 20 dieses Ausführungs beispieles kann auch durch Ändern der Abmessungen des Verdampfungsabschnitts 22, des Kondensationsabschnitts 24 und des Gasspeichers 25 verändert werden.The heat pipe 20 of this embodiment can be modified to a suitable heat pipe with a variable conductivity characteristic by appropriate setting amounts of the working fluid and the non-condensing gas according to the operating conditions. The variable conductivity characteristic of the heat pipe 20 of this embodiment example can also be changed by changing the dimensions of the evaporation section 22 , the condensation section 24 and the gas storage 25 .
Da ferner das Wärmerohr 20 als Hauptbestandteil des Wärmestrahlungsgerätes für das Natrium-Schwefel-Batteriegerät verwendet wird, kann der Wärmestrahlungsbereich ohne Vergrößerung des Basisteiles 26a oder der Strahlungsrippen 26b vergrößert werden, die Freiheit der Temperaturregelung wird vergrößert und das Modulgehäuse 1 kann kleiner gehalten werden.Furthermore, since the heat pipe 20 is used as the main component of the heat radiation device for the sodium-sulfur battery device, the heat radiation area can be enlarged without enlarging the base part 26 a or the radiation fins 26 b, the freedom of the temperature control is increased, and the module housing 1 can be kept smaller .
Da ein Energiespeicherbatteriegerät im allgemeinen, wie durch die Natrium-Schwefel-Zellen 2 dargestellt, aus stehenden zylindrischen Zellen besteht, ermöglicht die Anordnung des Verdampfungsabschnitts 22 des Wärmerohres 20 am Boden des Modulgehäuses 1 in der Leitplatte 3 wie bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie dieses Ausführungsbeispieles, daß die Wärme gleichmäßig zurückgewonnen wird. Da ferner der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20 am Boden des Modulgehäuses 1 angeordnet wird, kann die komplizierte Arbeit des Einfügens von Wärmerohren zwischen die Natrium-Schwefel-Zellen 2, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 8-222280 offenbart, vermieden werden.Since an energy storage battery device generally consists of standing cylindrical cells, as represented by the sodium-sulfur cells 2 , the arrangement of the evaporation section 22 of the heat pipe 20 at the bottom of the module housing 1 in the guide plate 3 enables the same as in the heat radiation device for an energy storage battery of this exemplary embodiment that the heat is recovered evenly. Further, since the evaporation section 22 of the heat pipe 20 is disposed at the bottom of the module case 1 , the complicated work of inserting heat pipes between the sodium-sulfur cells 2 as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 8-222280 can be avoided will.
Ferner wäre es schwierig, wenn der Kondensationsabschnitt 24 des Wärmerohres 20 an der Oberseite des Modulgehäuses 1 angeordnet wird, das Modulgehäuse 1 zu stapeln. Durch die Anordnung des Kondensationsabschnitts 24 des Wärmerohres 20 an der Seite des Modulgehäuses 1 wie in diesem Ausführungsbeispiel, wird ein Stapeln der Modulgehäuse 1 möglich und die durch die Modulgehäuse 1 in Anspruch genommene Standfläche kann reduziert werden.Further, if the condensation section 24 of the heat pipe 20 is placed on the top of the module case 1 , it would be difficult to stack the module case 1 . The arrangement of the condensation section 24 of the heat pipe 20 on the side of the module housing 1 as in this exemplary embodiment makes stacking of the module housing 1 possible and the footprint occupied by the module housing 1 can be reduced.
Wie oben erklärt, wird es gemäß dem Wärmestrahlungsgerät, das das Wärmerohr 20, die Leitplatte 3 und wahlweise die Wärmestrahlungsrippe 26 enthält, für eine oben erklärte Energiespeicherbatterie möglich, den Betrag der abgestrahlten Wärme durch Verwendung eines Wärmerohres vom Typ variabler Leitfähigkeit, das ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält, zu verändern. Ferner kann der wirksame Bereich des Vorhandenseins des Arbeitsfluids zusammen mit der Batterietemperatur verändert werden. Deshalb kann, auch wenn der Entladeausgang sich ändert und der Betrag der durch die Batterie erzeugten Wärme schwankt, die Batterietemperatur selbständig in einem begrenzten Bereich gehalten werden, so daß hierdurch die Bedienbarkeit der Batterie verbessert werden kann. Ferner ist der Aufbau des Wärmestrahlungsgerätes, bestehend aus der Leitplatte 3, den Wärmerohren 20 und den Strahlungsrippen 26 einfach und für Wärmeabstrahlungen von großen Energiespeicherbatteriegeräten geeignet.As explained above, according to the heat radiation device including the heat pipe 20 , the baffle 3, and optionally the heat radiation fin 26 , for an energy storage battery explained above, the amount of heat radiated becomes possible by using a variable conductivity type heat pipe that is a working fluid and contains a non-condensing gas. Furthermore, the effective range of the presence of the working fluid can be changed along with the battery temperature. Therefore, even if the discharge output changes and the amount of heat generated by the battery fluctuates, the battery temperature can be kept in a limited range independently, so that the operability of the battery can be improved. Furthermore, the structure of the heat radiation device, consisting of the guide plate 3 , the heat pipes 20 and the radiation fins 26, is simple and suitable for heat radiation from large energy storage battery devices.
Das Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielfältige Abänderungen sind möglich.The heat radiation device for an energy storage battery of the present invention is not limited to the above embodiment. There are many changes possible.
Fig. 5 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit benutzt. Fig. 5 is a longitudinal section of the front view of a second embodiment of a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention, which uses a heat pipe of the type conductivity variable.
Das in Fig. 5 dargestellte Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie unterscheidet sich von dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie des ersten Ausführungsbeispieles in dem Punkt, daß der Verdampfungsabschnitt 22A des Wärmerohres 20a am Ende der Leitplatte 3A vorgesehen ist, und in dem Punkt, daß eine verstärkte Kühlung (verstärkte Luftkühlung) unter Verwendung von Luft von einem Ventilator (nicht gezeigt) zu den an dem Kondensationsabschnitt 24A vorgesehenen Strahlrippen 26 durchgeführt wird. D.h. der Verdampfungsabschnitt 22A am Boden des Wärmerohres 20A erstreckt sich nicht in den größten Teil im Inneren der Leitplatte 3A hinein, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel.The heat radiation device shown in Fig. 5 for an energy storage battery differs from the heat radiation device for an energy storage battery of the first embodiment in the point that the evaporation section 22 A of the heat pipe 20 a is provided at the end of the guide plate 3 A, and in the point that a increased cooling (forced air cooling) (not shown) using air from a fan is performed at the intended at the condensing portion 24 a beam ribs 26th That is, the evaporation section 22 A at the bottom of the heat pipe 20 A does not extend into the largest part inside the guide plate 3 A, as in the first exemplary embodiment. The rest of the structure is the same as in the first embodiment.
Die Form des Verdampfungsabschnitts 22A des Wärmerohres 20A kann jede der in Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellten Querschnittsformen sein.The shape of the evaporation section of the heat pipe 22 A 20 A can be any of the cross-sectional shapes shown in FIG. 2 or FIG. 3.
Das zweite Ausführungsbeispiel vergrößert den Kühleffekt im Kondensationsabschnitt 24A durch verstärkte Luftkühlung in dem Grade der Verkürzung der Länge des Verdampfungs abschnitts 22A des Wärmerohres 20A. Die Wärme von der Leitplatte 3A wird zum Ende des Verdampfungsabschnitts 22A geführt. Das Wärmestrahlungsgerät für eine Energie speicherbatterie des zweiten Ausführungsbeispieles ist insbesondere aufgrund der kurzen Länge des Verdampfungsabschnitts 22A wirkungsvoll, wenn es kleine Schwankungen im Betrag der erzeugten Wärme gibt, und es kann vorzugsweise bei Natrium-Schwefel-Batterie geräten von kleiner Größe angewandt werden.The second embodiment increases the cooling effect in the condensation section 24 A by increased air cooling to the extent of shortening the length of the evaporation section 22 A of the heat pipe 20 A. The heat from the guide plate 3 A is led to the end of the evaporation section 22 A. The heat radiation device for an energy storage battery of the second embodiment is effective particularly because of the short length of the evaporation section 22 A when there are small fluctuations in the amount of heat generated, and it can be preferably used in small-sized sodium-sulfur battery devices.
Bei Vergleich des zweiten Ausführungsbeispiels mit dem ersten Ausführungsbeispiel wird beim zweiten Ausführungsbeispiel für die verstärkte Luftkühlung ein Ventilator benötigt, aber der Verdampfungsabschnitt 22A des Wärmerohres 20a kann kürzer gemacht werden, so daß das Wärmerohr 20a kostengünstiger wird. Ferner wird der Aufbau der Leitplatte 3A im Vergleich zu der Leitplatte 3 des ersten Ausführungsbeispieles einfacher.When comparing the second embodiment with the first embodiment, a fan is required for the reinforced air cooling in the second embodiment, but the evaporation section 22 A of the heat pipe 20 a can be made shorter, so that the heat pipe 20 a is cheaper. Furthermore, the structure of the guide plate 3 A is simpler compared to the guide plate 3 of the first embodiment.
Das zweite Ausführungsbeispiel kann wie das erste Ausführungsbeispiel die kontinuierliche Regelung des Betrages der abgestrahlten Wärme auch ohne Vorsehen eines Ventiles oder Temperatursensors oder anderer Regelgeräte wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 verwirklichen. Ferner wird das Stapeln der Modulgehäuse 1 möglich, so daß ebenso der Platzspareffekt groß ist.The second embodiment, like the first embodiment, can continuously control the amount of radiated heat without providing a valve or a temperature sensor or other control device as in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-175355. Furthermore, the stacking of the module housing 1 is possible, so that the space-saving effect is also great.
Fig. 6 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 is a longitudinal sectional front view of a third embodiment is a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention.
In dem Wärmerohr 20b des dritten Ausführungsbeispiels, welches das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, ist der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B der gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, aber der Durchmesser des Verdampfungs abschnitts 22B ist größer ausgebildet als der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B. Mit anderen Worten, der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B ist kleiner ausgebildet als der Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22B. Z.B. beträgt der innere Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B 10,7 mm im Vergleich zu einem inneren Durchmesser von 16,7 mm des Verdampfungsabschnitts 22B. Ferner ist der Gasspeicher 25B in Höhe und Durchmesser so aufgebaut, daß er nicht übermäßig von dem Batterie modul 1 herausragt. Der übrige Aufbau des Wärmestrahlungsgerätes für eine Energie speicherbatterie des dritten Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie in dem Wärme strahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie des ersten Ausführungsbeispiels.In the heat pipe 20 b of the third embodiment, which contains the working fluid and the non-condensing gas, the diameter of the condensation section 24 B is the same as in the first embodiment, but the diameter of the evaporation section 22 B is larger than the diameter of the condensation section 24 B. In other words, the diameter of the condensation section 24 B is made smaller than the diameter of the evaporation section 22 B. For example, the inner diameter of the condensation section 24 B is 10.7 mm compared to an inner diameter of 16.7 mm of the evaporation section 22 B. Furthermore, the gas storage 25 B is constructed in height and diameter so that it does not protrude excessively from the battery module 1 . The rest of the structure of the heat radiation device for an energy storage battery of the third embodiment is the same as in the heat radiation device for an energy storage battery of the first embodiment.
Es ist vorteilhafter, die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24 kleiner als die wirksame Querschnittsfläche des Verdampfungsabschnitts 22 zu machen. Wenn der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B kleiner als der Durchmesser des Verdampfungsabschnittes 22B ausgebildet ist, dann wird das Volumen des Kondensations abschnitts 24B kleiner, so daß die Geschwindigkeit des durch den Kondensationsabschnitt 24B geführten Arbeitsfluids schneller wird, weshalb, wenn die Größe des Gasspeichers 25B so belassen ist, die Regelbarkeit des Wärmerohres 20B enorm verbessert wird. Im Gegensatz dazu kann, wenn die Regelbarkeit des Wärmerohres 20B gleich gehalten wird, das Volumen des Gasspeichers 25B im Grad der Verringerung des Kondensationsabschnitts kleiner ausgebildet werden.It is more advantageous to make the effective cross-sectional area of the condensation section 24 smaller than the effective cross-sectional area of the evaporation section 22 . If the diameter of the condensation section 24 B is made smaller than the diameter of the evaporation section 22 B, then the volume of the condensation section 24 B becomes smaller, so that the speed of the working fluid passed through the condensation section 24 B becomes faster, which is why if the size of the Gas storage 25 B is left so that the controllability of the heat pipe 20 B is improved enormously. In contrast, if the controllability of the heat pipe 20 B is kept the same, the volume of the gas storage 25 B can be made smaller in the degree of reduction of the condensation section.
Experimentelle Berechnungen bei diesem Ausführungsbeispiel zeigten, daß die Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24B auf 1/2,4 verringert wurde, so daß auch das Volumen des Gasspeichers 25B nur 1/2,4 der Größe wurde. Wenn der Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22 und des Kondensationsabschnitts 24 die gleichen sind, wie im ersten Ausführungsbeispiel, wird eine Höhe von 170 mm für den Gasspeicher 25 benötigt, aber im dritten Ausführungsbeispiel kann diese auf 70 mm verringert werden.Experimental calculations in this embodiment showed that the cross-sectional area of the condensation section 24 B was reduced to 1 / 2.4, so that the volume of the gas storage 25 B also became only 1 / 2.4 of the size. If the diameter of the evaporation section 22 and the condensation section 24 are the same as in the first embodiment, a height of 170 mm is required for the gas storage 25 , but in the third embodiment this can be reduced to 70 mm.
Die wirksame Länge des Kondensationsabschnitts 24 ändert sich aufgrund der Temperatur und der variablen Leitfähigkeitscharakteristik, aber je kleiner der Unterschied zwischen der Temperatur im kleinsten Bereich des Kondensationsabschnitts 24 und der Temperatur im größten Bereich des Kondensationsabschnitts 24 ist, umso besser ist die Regelbarkeit des Wärmerohres 20.The effective length of the condensation section 24 changes due to the temperature and the variable conductivity characteristic, but the smaller the difference between the temperature in the smallest area of the condensation section 24 and the temperature in the largest area of the condensation section 24 , the better the controllability of the heat pipe 20 .
Fig. 7 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines vierten Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 is a longitudinal sectional front view of a fourth embodiment is a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention.
Wenn, wie im dritten Ausführungsbeispiel, der Durchmesser des Kondensationsabschnitts 24B kleiner als der Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22B ausgebildet wird, wird die Regelbarkeit des Wärmerohres 20B verbessert oder das Volumen des Gasspeichers 25B kann verringert werden, aber wenn die Oberfläche (Wärmeleitfläche) des Kondensations abschnitts 24B verringert wird, kann dies einen Einfluß auf die Wärmestrahlungsfunktion haben. Deshalb wird in diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 7 dargestellt, das Wärmerohr 20C aus einem Rohr mit einem einzigen Durchmesser gebildet und ein säulenartiges oder röhrenförmiges Abstandsstück 27 wird in den Kondensationsabschnitt 24C eingesetzt, um die wirksame Querschnittsfläche des Kondensationsabschnitts 24C gegenüber dem Durchmesser des Verdampfungsabschnitts 22C deutlich zu verringern. Bei einem solchen Aufbau wird das Volumen des Kondensationsabschnitts 24C kleiner, so daß, wenn die Größe des Gasspeichers 25C beibehalten wird, die Regelbarkeit des Wärmerohres 20C enorm verbessert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Regelbarkeit des Wärmerohres 20C beibehalten wird, kann das Volumen des Gasspeichers 25C durch den Betrag der Verringerung des Kondensationsabschnitts 24C verkleinert werden. Zusätzlich kann, da die Oberfläche des Kondensationsabschnitts 24C nicht verändert wird, die Wärmestrahlungsfunktion der Rippen 26 beibehalten werden.If, as in the third exemplary embodiment, the diameter of the condensation section 24 B is made smaller than the diameter of the evaporation section 22 B, the controllability of the heat pipe 20 B is improved or the volume of the gas storage device 25 B can be reduced, but if the surface (heat-conducting surface) of the condensation section 24 B is reduced, this can have an influence on the heat radiation function. 7 Therefore, in this embodiment, as shown in Fig., The heat pipe 20 is formed C of a tube with a single diameter and a columnar or tubular spacer 27 is inserted into the condensing section 24 C, to the effective cross-sectional area of the condensation section 24 C compared to To reduce the diameter of the evaporation section 22 C significantly. With such a structure, the volume of the condensation section 24 C becomes smaller, so that if the size of the gas storage device 25 C is maintained, the controllability of the heat pipe 20 C is greatly improved. In contrast, if the controllability of the heat pipe 20 C is maintained, the volume of the gas storage 25 C can be reduced by the amount of the reduction of the condensation section 24 C. In addition, since the surface of the condensing section 24 C is not changed, the heat radiation function of the fins 26 can be maintained.
Fig. 8A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines fünften Ausführungsbeispieles eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 8b ist eine Seitenansicht des in Fig. 8A gezeigten fünften Ausführungsbeispieles. Fig. 8A is a longitudinal sectional front view of a fifth embodiment of a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention, and Fig. 8B is a side view of the fifth embodiment shown in Fig. 8A.
Dadurch, daß wie in dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel die wirksamen Querschnittsflächen der Kondensationsabschnitte 24B und 24C kleiner als die wirksamen Querschnittsflächen der Verdampfungsabschnitte 22B und 22C gemacht werden, kann die Regelbarkeit der Wärmerohre 20B und 20C verbessert werden, aber bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Volumen des Gasspeichers 25D größer gemacht und der Speicher ist wirksamer angeordnet, um so die Regelbarkeit des Wärmerohres 20D zu verbessern und den von dem Batteriemodul 1D belegten Platz zu verringern.By making the effective cross-sectional areas of the condensation sections 24 B and 24 C smaller than the effective cross-sectional areas of the evaporation sections 22 B and 22 C, as in the third and fourth embodiments, the controllability of the heat pipes 20 B and 20 C can be improved, but at In this embodiment, the volume of the gas storage 25 D is made larger and the storage is arranged more effectively so as to improve the controllability of the heat pipe 20 D and to reduce the space occupied by the battery module 1 D.
Der Gasspeicher 25D ist an dem Ende des Kondensationsabschnitts 24D des Wärmerohres 20E des Typs variabler Leitfähigkeit angebracht, der das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, aber der Gasspeicher 25d besteht aus dem Wärmerohr 20D und dem gleichen in einer T-Anordnung seitlich verbundenen Rohrtyp. Normaler weise besitzt das in dem Batteriemodul 1 vorgesehene Wärmerohr 20d in der in Fig. 8B gezeigten Seitenansicht einen überflüssigen Raum in der Breitenrichtung, so daß bei dem Wärmestrahlungsgerät dieses Ausführungsbeispiels dieser tote Raum wirksam für den Gasspeicher 25D genutzt wird.The gas storage 25 D is attached to the end of the condensation section 24 D of the heat pipe 20 E of the variable conductivity type containing the working fluid and the non-condensing gas, but the gas storage 25 D consists of the heat pipe 20 D and the like in a T arrangement laterally connected pipe type. Normally, the heat pipe 20 d provided in the battery module 1 in the side view shown in FIG. 8B has an unnecessary space in the width direction, so that in the heat radiation device of this embodiment this dead space is effectively used for the gas storage 25 D.
Mit einem auf diese Weise aufgebauten Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicher batterie kann das Volumen des Gasspeichers 25D genügend vergrößert werden, so daß die Regelbarkeit des Wärmerohres 20D ohne Verringerung des Durchmessers des Kondensationsabschnitts 24D verbessert werden kann. Da ferner das gleiche Material wie für das Wärmerohr 20D verwendet werden kann, existieren ebenso Kostenersparnisse. Ferner steigt der durch das Batteriemodul 1 belegte Platz nicht an, so daß dies insbesondere vorteilhaft für eine Energiespeicherbatterie ist, bei der es auf die gespeicherte Energie pro Volumeneinheit ankommt. With a heat radiation device constructed in this way for an energy storage battery, the volume of the gas storage device 25 D can be increased sufficiently so that the controllability of the heat pipe 20 D can be improved without reducing the diameter of the condensation section 24 D. Furthermore, since the same material as for the heat pipe 20 D can be used, there are also cost savings. Furthermore, the space occupied by the battery module 1 does not increase, so that this is particularly advantageous for an energy storage battery in which the stored energy per unit volume is important.
Fig. 9A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 9B ist eine Seitenansicht des in Fig. 9A gezeigten sechsten Ausführungsbeispieles. FIG. 9A is a longitudinal sectional front view of a sixth embodiment of a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention, and FIG. 9B is a side view of the sixth embodiment shown in Fig. 9A.
Dieses Ausführungsbeispiel macht wie das fünfte Ausführungsbeispiel das Volumen des Gasspeichers 25E größer und ordnet den Gasspeicher wirksamer an, um so die Regelbarkeit des Wärmerohres 20E zu verbessern und den durch den Batteriemodul 1E belegten Platz zu verringern. Mit einem auf diese Weise aufgebauten Wärmestrahlungs gerät für eine Energiespeicherbatterie wird das Volumen des Gasspeichers 25E noch größer als der Gasspeicher 25D des fünften Ausführungsbeispiels, so daß es möglich wird, die Regelbarkeit des Wärmerohes 20 ohne Verringerung des Durchmessers des Kondensationsabschnitts 24E weiter zu verbessern. Da ferner das gleiche Material wie für das Wärmerohr 20E verwendet werden kann, existieren ebenfalls Kostenersparnisse. Ferner steigt der durch den Batteriemodul 1E belegte Platz nicht an, so daß dies insbesondere für eine Energiespeicherbatterie vorteilhaft ist, bei der es auf die gespeicherte Energie pro Volumeneinheit ankommt.Like the fifth exemplary embodiment, this exemplary embodiment makes the volume of the gas reservoir 25 E larger and arranges the gas reservoir more effectively, so as to improve the controllability of the heat pipe 20 E and to reduce the space occupied by the battery module 1 E. With a heat radiation device constructed in this way for an energy storage battery, the volume of the gas storage 25 E is even larger than the gas storage 25 D of the fifth embodiment, so that it becomes possible to further regulate the heat pipe 20 without reducing the diameter of the condensation section 24 E. improve. Furthermore, since the same material as for the heat pipe 20 E can be used, there are also cost savings. Furthermore, the space occupied by the battery module 1 E does not increase, so that this is particularly advantageous for an energy storage battery in which the stored energy per unit volume is important.
Fig. 10a ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines siebenten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 10B ist eine Seitenansicht des in Fig. 10A gezeigten siebenten Ausführungsbeispiels. FIG. 10a is a longitudinal sectional front view of a seventh embodiment of a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention, and Fig. 10B is a side view of the seventh embodiment shown in Fig. 10A.
Dieses Ausführungsbeispiel macht wie das sechste Ausführungsbeispiel das Volumen des Gasspeichers 25F größer und ordnet den Gasspeicher wirksamer an, um so die Regel barkeit des Wärmerohres 20F des Typs variabler Leitfähigkeit zu verbessern und den durch den Batteriemodul 1F belegten Platz zu verringern. Es sind zwei Rohre von gleichem Durchmesser als Rohr des Verdampfungsabschnitts 22F des Wärmerohres 20F zur linken und rechten Seite angeordnet und miteinander durch ein Verbindungsrohr 29 verbunden, um den Gasspeicher 25F aufzubauen.This embodiment, like the sixth embodiment, makes the volume of the gas storage 25 F larger and arranges the gas storage more effectively, so as to improve the controllability of the heat pipe 20 F of the variable conductivity type and to reduce the space occupied by the battery module 1 F. There are two pipes of the same diameter as the pipe of the evaporation section 22 F of the heat pipe 20 F to the left and right side and connected to each other by a connecting pipe 29 to build the gas storage 25 F.
Mit einem auf diese Weise aufgebauten Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicher batterie wird das Volumen des Gasspeichers 25F noch größer als der Gasspeicher 25D des fünften Ausführungsbeispiels, so daß es möglich wird, die Regelbarkeit des Wärmerohres 20F ohne Verringerung des Durchmessers des Kondensationsabschnitts 24F weiter zu verbessern. Da ferner das gleiche Material wie für das Wärmerohr 20F verwendet werden kann, existieren ebenso Kostenersparnisse. Ferner steigt der durch den Batteriemodul 1F belegte Platz nicht an, so daß dies insbesondere für eine Energiespeicherbatterie vorteilhaft ist, bei der es auf die gespeicherte Energie pro Volumeneinheit ankommt.With a heat radiation device constructed in this way for an energy storage battery, the volume of the gas storage 25 F becomes even larger than the gas storage 25 D of the fifth exemplary embodiment, so that it becomes possible to further regulate the heat pipe 20 F without reducing the diameter of the condensation section 24 F. to improve. Furthermore, since the same material as for the heat pipe 20 F can be used, there are also cost savings. Furthermore, the space occupied by the battery module 1 F does not increase, so that this is particularly advantageous for an energy storage battery in which the stored energy per unit volume is important.
Fig. 11A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines achten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 11B ist eine Seitenansicht des in Fig. 11A gezeigten achten Ausführungsbeispiels. FIG. 11A is a longitudinal sectional elevation of an eighth embodiment of a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention, and Fig. 11B is a side view of the eighth embodiment shown in Fig. 11A.
Der Verdampfungsabschnitt 22 des Wärmerohres 20, der das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, ist vorzugsweise an einer Position angebracht, wo er wirksam die Temperatur der Natrium-Schwefel-Zellen 2 absorbieren kann. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, ihn entlang der Leitplatte 3 zu erstrecken, wie in dem ersten bis siebten Ausführungsbeispiel gezeigt. Jedoch ist die Wärmestrahlungsposition in der Energiespeicherbatterie in der vorliegenden Erfindung nicht hierauf begrenzt. Eine Anordnung am Ende der Leitplatte 3 ist ebenso möglich.The evaporation section 22 of the heat pipe 20 , which contains the working fluid and the non-condensing gas, is preferably located at a position where it can effectively absorb the temperature of the sodium-sulfur cells 2 . In this sense, it is advantageous to extend it along the guide plate 3 , as shown in the first to seventh exemplary embodiments. However, the heat radiation position in the energy storage battery is not limited to this in the present invention. An arrangement at the end of the guide plate 3 is also possible.
In diesem Fall sind, wie in Fig. 11A gezeigt, mehrere erste Wärmerohre 30, die ein Arbeitsfluid enthalten, in der Leitplatte 3G vorgesehen. Dies geschieht, um die Temperatur der Leitplatte 3E gleichmäßig zu verteilen. Das Ende der Leitplatte 3G ist wesentlich dicker gemacht und die Verdampfungsabschnitte 22G der zweiten Wärmerohre 20G, die ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthalten, sind dort eingesetzt.In this case 11A, as shown in Fig., A plurality of first heat pipes 30 contain a working fluid provided in the guiding plate 3 G. This happens to the temperature of the baffle to distribute 3 E evenly. The end of the guide plate 3 G is made much thicker and the evaporation sections 22 G of the second heat pipes 20 G, which contain a working fluid and a non-condensing gas, are used there.
Die Querschnittsform der ersten Wärmerohre 30 kann eine der in Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellten sein, wie bei der Querschnittsform des Wärmerohres 20G. Ferner können die Art des Arbeitsfluids und des nichtkondensierenden Gases, die in den Wärmerohren 30 eingeschlossen sind, die gleichen sein, wie jene, die für das Wärmerohr 20G verwendet werden. Die Verdampfungsabschnitte 22G der zweiten Wärmerohre 20G und der ersten Wärmerohre 30G sind im Querschnitt als flache Rohre geformt, wie in Fig. 3 gezeigt. Die übrigen Teile der zweiten Wärmerohre 20G außer dem Verdampfungsabschnitt 22G können in der Form flache Rohre sein oder nicht. Der seitliche Bereich der ersten Wärmerohre 30G ist vorzugsweise über die gesamte Längsrichtung flach. Durch Ausbildung des Längsbereiches der ersten Wärmerohre 30 und des Längsbereiches der Verdampfungsabschnitte 22G der zweiten Wärmerohre 20G in Form von flachen Rohren kann die Leitplatte 3G ohne übermäßige Verringerung der Querschnittsfläche des Durchflusses des Rohres und ferner in einem den notwendigen Wärmeflußbereich beibehaltenen Zustand dünner gemacht werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Volumen des Batteriemodulgehäuses 1 und sein Gewicht zu verringern. Gleichzeitig kann die Anzahl der Wärmerohre 20G verringert werden - was bezüglich des Arbeitsaufwandes und der Herstellkosten vorteilhaft ist.The cross-sectional shape of the first heat pipes 30 can be one of in Fig. 2 or Fig. 3 shown to be, as in the cross-sectional shape of the heat pipe 20 G. Furthermore, the nature of the working fluid and the non-condensing gas, which are incorporated in the heat pipes 30, the same be like those used for the 20 G heat pipe. The evaporation sections 22 G of the second heat pipes 20 G and the first heat pipes 30 G are shaped in cross section as flat pipes, as shown in FIG. 3. The remaining parts of the second heat pipes 20 G except the evaporating section 22 G may or may not be flat pipes in shape. The lateral region of the first heat pipes 30 G is preferably flat over the entire longitudinal direction. By designing the longitudinal region of the first heat pipes 30 and the longitudinal region of the evaporation sections 22 G of the second heat pipes 20 G in the form of flat pipes, the guide plate 3 G can be made thinner without unduly reducing the cross sectional area of the flow of the pipe and also in a state maintaining the necessary heat flow area will. As a result, it is possible to reduce the volume of the battery module case 1 and its weight. At the same time, the number of heat pipes 20 G can be reduced - which is advantageous in terms of labor and manufacturing costs.
Auch bei diesem Aufbau wird die Leitplatte 3G aufgrund der ersten Wärmerohre 30 überall gleichmäßig erwärmt, so daß ausreichende Wärme zu dem an ihrem Ende eingesetzten Verdampfungsabschnitt 22G der zweiten Wärmerohre 20G geführt wird. Ferner erhält aufgrund dieser Tatsache das zweite Wärmerohr 20G einen einfachen Aufbau eines geraden Rohres was bezüglich der Kosten und bezüglich des durch den Batteriemodul 1 belegten Platzes vorteilhaft ist.With this construction too, the guide plate 3 G is heated uniformly everywhere due to the first heat pipes 30 , so that sufficient heat is conducted to the vaporization section 22 G of the second heat pipes 20 G inserted at its end. Furthermore, due to this fact, the second heat pipe 20 G has a simple construction of a straight pipe, which is advantageous in terms of costs and in terms of the space occupied by the battery module 1 .
Es sei angemerkt, daß ein Vergleich des achten Ausführungsbeispieles mit zwei Wärme rohren und des in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355 offenbarte Verfahren zeigt, daß in diesem Ausführungsbeispiel, da die ersten Wärmerohre 30 in der Leitplatte 3G vorgesehen sind, die Wärme wirksam und schnell zum Ende der Leitplatte 3G geführt wird und die Wärme direkt von der Leitplatte 3G zu den zweiten Wärmerohren 20G am Ende der Leitplatte 3G geführt wird, der Aufbau einfacher und die Wärmeleitfähigkeitsfunktion besser ist als bei dem Wärmestrahlungsgerät der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-175355, das die Wärme durch die Leitplatte und die Aufnahmeplatte der abgestrahlten Wärme führt.It should be noted that a comparison of the eighth embodiment with two heat pipes and of the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) Nos. 63-175355 shows that in this embodiment, since the first heat pipes 30 are provided in the guide plate 3 G , the heat efficiently and rapidly to the end of the guide plate 3 G is performed, and the heat 3 G to the second heat pipes 20 G 3 is guided G at the end of the guide plate directly from the guide plate, the structure and the thermal conductivity function is easier better than the heat radiation device Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-175355, which conducts the heat through the baffle and the radiated heat receiving plate.
Fig. 12 ist ein Querschnitt der Vorderansicht eines neuen Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 12 is a cross-sectional front view of a new embodiment of a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention.
Auch bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie dieses Ausführungsbeispiels sind zunächst, wie bei dem Wärmestrahlungsgerät für eine Energiespeicherbatterie des achten Ausführungsbeispieles, normale Wärmerohre 30, die ein Arbeitsfluid enthalten, an der Leitplatte 3H vorgesehen, aber das zweite Wärmerohr 20H des variablen Leitfähigkeitstyps, das das Arbeitsfluid und das nichtkondensierende Gas enthält, hat einen Verdampfungsabschnitt 22H, der gebogen und in das Ende der Leitplatte 3H eingesetzt ist. Auch hierdurch wird der Bereich der Leitplatte 3H kleiner, so daß, auch wenn der durch den Batteriemodul 1H belegte Platz nicht viel verändert wird, das Gewicht leichter als bei dem Gerät des achten Ausführungsbeispieles wird.Also in the heat radiation device for an energy storage battery of this embodiment, like the heat radiation device for an energy storage battery of the eighth embodiment, normal heat pipes 30 containing a working fluid are provided on the baffle 3 H, but the second heat pipe 20 H of the variable conductivity type, that containing the working fluid and the non-condensing gas has an evaporation section 22 H which is bent and inserted into the end of the baffle 3 H. This also makes the area of the guide plate 3 H smaller, so that even if the space occupied by the battery module 1 H is not changed much, the weight becomes lighter than in the device of the eighth exemplary embodiment.
Die übrigen Wirkungen sind ähnlich jenen des achten Ausführungsbeispiels. The other effects are similar to those of the eighth embodiment.
Bei dem neunten Ausführungsbeispiel kann das normale erste Wärmerohr 30 durch ein Wärmerohr des variablen Leitfähigkeitstyps ersetzt werden, wie das Wärmerohr 20H, in dem das nichtkondensierende Gas eingeschlossen ist und welches den Gasspeicher 25 hat. Durch Ersetzen des normalen Wärmerohres 30 durch ein Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit wird der thermische Übertragungseffekt am ersten Wärmerohr verbessert und eine schnelle Wärmeabstrahlung des gesamten Wärmestrahlungsgerätes kann erzielt werden.In the ninth embodiment, the normal first heat pipe 30 can be replaced with a variable conductivity type heat pipe, such as the heat pipe 20 H, in which the non-condensing gas is enclosed and which has the gas storage 25 . By replacing the normal heat pipe 30 with a variable conductivity type heat pipe, the thermal transfer effect on the first heat pipe is improved, and rapid heat radiation of the entire heat radiation device can be achieved.
Fig. 13A ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 13B ist eine Seitenansicht des in Fig. 13A gezeigten zehnten Ausführungsbeispieles. FIG. 13A is a longitudinal sectional front view of a tenth embodiment of a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention, and Fig. 13B is a side view of the tenth embodiment shown in Fig. 13A.
Auf die gleiche Weise wie bei dem achten und neunten Ausführungsbeispiel sind erste normale Wärmerohre 30, die ein Arbeitsfluid enthalten, in der Leitplatte 3J vorgesehen und zweite Wärmerohre 20J des Typs variabler Leitfähigkeit, die ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthalten, in das Ende der Leitplatte 3J eingesetzt, aber die Wärmerohre 20J und 30 sind wie in Fig. 13B angeordnet, und überlappen teilweise in der Leitplatte 3J.In the same manner as in the eighth and ninth embodiments, first normal heat pipes 30 containing a working fluid are provided in the baffle 3 J and second heat pipes 20 J of the variable conductivity type containing a working fluid and a non-condensing gas are provided in the end of the guide plate 3 J, but the heat pipes 20 J and 30 are arranged as in FIG. 13B, and partially overlap in the guide plate 3 J
Durch diesen Aufbau der Bauteile wird die zu dem Verdampfungsabschnitt 22J des zweiten Wärmerohres 20J geführte Wärme größer als bei dem achten und neunten Ausführungsbeispiel und die Wärmestrahlungsfunktion wird besser.With this structure of the components, the heat supplied to the evaporation portion 22 J of the second heat pipe 20 J becomes larger than that in the eighth and ninth embodiments, and the heat radiation function becomes better.
Bei dem zehnten Ausführungsbeispiel kann das normale erste Wärmerohr 30 durch ein Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit wie das Wärmerohr 20J, in dem das nichtkondensierende Gas eingeschlossen ist und welches den Gasspeicher 25 hat, ersetzt werden. Durch Ersetzen des normalen Wärmerohres 30 durch das Wärmerohr des Typs variabler Leitfähigkeit wird der thermische Übertragungseffekt am ersten Wärmerohr verbessert und eine schnelle Wärmeabstrahlung des gesamten Wärmestrahlungsgerätes kann erreicht werden.In the tenth embodiment, the normal first heat pipe 30 can be replaced by a variable conductivity type heat pipe such as the heat pipe 20 J in which the non-condensing gas is enclosed and which has the gas storage 25 . By replacing the normal heat pipe 30 with the variable conductivity type heat pipe, the thermal transfer effect on the first heat pipe is improved and quick heat radiation of the entire heat radiation device can be achieved.
Fig. 14 ist ein Längsschnitt der Vorderansicht eines elften Ausführungsbeispiels eines Wärmestrahlungsgerätes für eine Energiespeicherbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 14 is a longitudinal sectional front view of an eleventh embodiment is a heat radiation device for a power storage battery according to the present invention.
Die den ersten Wärmerohren 30 des achten bis zehnten Ausführungsbeispiels entsprechenden ersten Wärmerohre 30, die das Arbeitsfluid enthalten, sind in der Leitplatte 3 eingesetzt, aber bei diesem Ausführungsbeispiel sind Löcher 40 vom Ende der Leitplatte 3K eingebracht und diese Löcher 40 werden als erste Wärmerohre 30K benutzt. Das heißt, die Löcher 40 werden entlüftet, dann ein Arbeitsfluid eingespritzt und Stopfen 42 zur Abdichtung der Löcher verwendet, um so die ersten normalen Wärmerohre 30K zu bilden.The first heat pipes 30 of the eighth to tenth embodiment corresponding first heat pipes 30 that contain the working fluid are inserted in the guide plate 3, but in this embodiment, holes 40 are introduced from the end of the guide plate 3 K and these holes 40 are the first heat pipes 30 K used. That is, the holes 40 are vented, then a working fluid is injected and plugs 42 are used to seal the holes so as to form the first normal 30 K heat pipes.
Aufgrund dieser Maßnahme können zusätzlich zu den Wirkungen und Funktionen des achten bis zehnten Ausführungsbeispieles die Materialkosten der Rohre und die Arbeits kosten des Einsetzens der Wärmerohre 30K reduziert werden.Due to this measure, in addition to the effects and functions of the eighth to tenth embodiments, the material costs of the pipes and the labor costs of using the heat pipes can be reduced by 30 K.
In den obigen Ausführungsbeispielen wurde die Erklärung hauptsächlich anhand des Falles der Verwendung einer Energiespeicherbatterie, welche stationär angebracht ist, wie beispielsweise eine bei einem Kraftwerk oder bei einer Einrichtung in der Mitte der Energieversorgung von dem Kraftwerk zu einer Last installierten. Das Wärmestrahlungs gerät für eine Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung kann auch als Wärmestrahlungsgerät für eine Batterie verwendet werden, die in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug eingesetzt ist - nicht nur in stationären Einrichtungen wie Kraftwerk.In the above embodiments, the explanation was mainly based on the case the use of an energy storage battery, which is attached stationary, such as for example one at a power plant or at a facility in the middle of the Power supply installed from the power plant to a load. The heat radiation Device for an energy storage battery of the present invention can also be used as Heat radiation device can be used for a battery, such as in a vehicle For example, an electric vehicle is used - not only in stationary facilities like power plant.
Es sei angemerkt, daß eine Erklärung einer bei 300 bis 330°C betriebenen Natrium- Schwefel-Zelle als ein bevorzugtes Beispiel einer Energiespeicherbatterie der vorliegenden Erfindung gemacht wurde, aber die Erfindung ist nicht auf eine Natrium-Schwefel-Zelle begrenzt. Es ist auch möglich, das Wärmestrahlungsgerät, die Wärmerohre des Typs wirksamer variabler Leitfähigkeit mit einem Arbeitsfluid und nichtkondensierenden Gas der vorliegenden Erfindung zu verwenden, um ebenso die Temperatur von anderen Sekundärbatterien (Speicherbatterien) zu regeln.It should be noted that an explanation of a sodium operating at 300 to 330 ° C Sulfur cell as a preferred example of an energy storage battery of the present Invention was made, but the invention is not based on a sodium-sulfur cell limited. It is also possible to use the heat radiation device, the heat pipes of the type effective variable conductivity with a working fluid and non-condensing gas of the present invention to also use the temperature of others To regulate secondary batteries (storage batteries).
Claims (29)
eine am Boden des Batteriegerätes vorgesehenen Leitplatte (3);
ein erstes Wärmerohr (30) mit einem Verdampfungsabschnitt und einem Kondensationsabschnitt, das zumindest ein Arbeitsfluid enthält und das im Inneren der Leitplatte ausgebildet ist; und
ein zweites Wärmerohr (20) mit hintereinander angeordneten einem Verdampfungsabschnitt, einem Kondensationsabschnitt und einem Gasspeicher, das im Inneren eingeschlossen ein Arbeitsfluid und ein nichtkondensierendes Gas enthält und das mit Dochten an der Innenwand von zumindest dem Verdampfungsabschnitt gebildet ist und am Ende seines Verdampfungsabschnitts mit dem Ende der Leitplatte verbunden ist.15. Heat radiation device for a secondary battery device with several battery cells of the high temperature type, characterized by
a guide plate ( 3 ) provided on the bottom of the battery device;
a first heat pipe ( 30 ) having an evaporation section and a condensation section that contains at least one working fluid and that is formed inside the baffle; and
a second heat pipe ( 20 ) with an evaporation section, a condensation section and a gas storage arranged in series, which internally contains a working fluid and a non-condensing gas and which is formed with wicks on the inner wall of at least the evaporation section and at the end of its evaporation section with the end the guide plate is connected.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensationsabschnitt des Wärmerohres im wesentlichen vertikal oder in einem Winkel von wenigstens 30° von der Horizontalen aufsteigt, der Gasspeicher am oberen Ende des Kondensationsabschnitt angebracht ist, das in dem Wärmerohr eingeschlossene Arbeitsfluid zumindest ein Typ aus der Gruppe mit einer Mischung von Diphenyl und Diphenylether, einem Alkyl-Diphenyl, und Naphthalen ist, und das in dem Wärmerohr eingeschlossene nichtkondensierende Gas schwer in dem Arbeitsfluid zu lösen ist.29. Heat pipe with an evaporation section ( 22 ), a condensation section ( 24 ) and a gas storage device ( 25 ), which contains a working fluid and a suitable amount of a non-condensing gas enclosed inside, and which has a component supporting the capillary action on its inner wall ( 220 ) formed in which the working fluid can move,
characterized,
that the condensation section of the heat pipe rises substantially vertically or at an angle of at least 30 ° from the horizontal, the gas reservoir is attached to the upper end of the condensation section, the working fluid enclosed in the heat pipe is at least one type from the group with a mixture of diphenyl and diphenyl ether , an alkyl diphenyl, and naphthalene, and the non-condensing gas trapped in the heat pipe is difficult to dissolve in the working fluid.
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