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DE3340882C1 - Device for temperature monitoring and reconditioning of batteries consisting of electrochemical individual cells - Google Patents

Device for temperature monitoring and reconditioning of batteries consisting of electrochemical individual cells

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Publication number
DE3340882C1
DE3340882C1 DE3340882A DE3340882A DE3340882C1 DE 3340882 C1 DE3340882 C1 DE 3340882C1 DE 3340882 A DE3340882 A DE 3340882A DE 3340882 A DE3340882 A DE 3340882A DE 3340882 C1 DE3340882 C1 DE 3340882C1
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Germany
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temperature
battery
reconditioning
cells
batteries
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Expired
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DE3340882A
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German (de)
Inventor
Heinrich Dipl.-Ing. 8019 Abersdorf Hufnagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication date
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Abstract

The invention relates to a device for temperature monitoring and periodic discharging and recharging, that is to say for reconditioning, of batteries consisting of electrochemical individual cells, especially for batteries used in space flight. The individual cells are assembled in a sealed package to form the complete battery. In order to keep the temperature distribution over the individual cells uniform during operation of the battery and in order to permit good initial conditions for reconditioning, it is proposed according to the invention to couple temperature monitoring and reconditioning. A resistor having a positive temperature coefficient (PTC thermistor 5) is used for this purpose, which resistor is in good thermal contact (bonded-over joint 6) with the cell (1) and is connected electrically in parallel therewith. If the temperature of the individual cell increases or is reduced then the PTC thermistor counteracts this temperature increase or temperature reduction by respectively reducing or increasing its heating power. If the individual cells are deep-discharged for reconditioning, ideal reconditioning conditions prevail for the subsequent recharging via an external voltage source (via connections 7a, 7b). <IMAGE>

Description

der Typ *11 der Firma Siemens aus dem Material P 270#*l 1.the type * 11 from Siemens made of the material P 270 # * l 1.

Während des Betriebes der Batterie können zwei Zustände unterschieden werden, nämlich Ladung und Entladung. A distinction can be made between two states during operation of the battery be, namely charge and discharge.

Ladung: Die Ladung der einzelnen Zellen durch eine externe Spannungsquelle erfolgt etwa im Temperaturbereich von 0°C +5". Der parallel geschaltete Kaltleiter wirkt als Ballastwiderstand und symmetriert die Einzelzellen in Richtung gleichmäßigerer Aufteilung der Ladeleistung. Steigt die Temperatur der Zellen während der Ladung, so erhöht sich auch der Widerstandswert des Kaltleiters. Als Folge davon werden die Zellen durch die Kaltleiter entsprechend geringer aufgeheizt. Charge: The charge of the individual cells by an external voltage source takes place in the temperature range of 0 ° C +5 ". The PTC thermistor connected in parallel acts as a ballast resistor and balances the individual cells in the direction of more uniformity Distribution of the charging power. If the temperature of the cells rises during charging, this also increases the resistance of the PTC thermistor. As a result of this will be the cells are heated accordingly less by the PTC thermistor.

Die Kaltleiter wirken dem Temperaturanstieg der Zellen demgemäß entgegen.The PTC thermistors counteract the rise in temperature of the cells.

Entladung: Entlädt sich die Batterie z. B. durch eine angeschlossene Last, so steigt die Temperatur der Einzelzellen durch die Eigenerwärmung aufgrund der inneren Verluste. Der Leitwert der Kaltleiter sinkt und der Parallelverlust über die Kaltleiter geht erheblich zurück. Discharge: If the battery discharges, e.g. B. by an attached Load, the temperature of the individual cells rises due to the self-heating of internal losses. The conductance of the PTC thermistor drops and the parallel loss over the PTC thermistor goes back considerably.

Der Leitwert der Kaltleiter kann hierbei um den Faktor 20 absinken, je nach dem betrachteten Temperaturbereich. Auch in diesem Falle wirkt die Heizleistung des Kaltleiters der Eigenerwärmung der Einzelzellen entgegen, so daß auch hier eine Temperatursteuerung vorliegt.The conductance of the PTC thermistor can decrease by a factor of 20, depending on the temperature range considered. The heating output is also effective in this case of the PTC thermistor against the self-heating of the individual cells, so that here too a Temperature control is present.

Sinkt die Temperatur der Einzelzelle während des Betriebes, z. B. durch Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Zellen, so steigt der Leitwert des Kaltleiters und die Zelle wird jetzt stärker beheizt. If the temperature of the single cell falls during operation, e.g. B. if the ambient temperature affects the cells, the conductance of the increases PTC thermistor and the cell is now heated more strongly.

Zur Vorbereitung der Rekonditionierung der Batterien wird zur Tiefentladung der Einzelzellen die Batterie sich selbst überlassen. Ausgehend von ca. 25 bis 300C bei der Entladung entladen sich die Einzelzellen über ihre parallel geschalteten Kaltleiter. Ein Absinken der Temperatur jeder Zelle wird durch das gleichzeitige Ansteigen der Kaltleiter-Heizleistung zunächst fast ausgesteuert; die elektrische Leistung hierfür wird der Zelle entnommen, die sich dabei progressiv entleert. Im Endzustand sind die Einzelzellen elektrisch und thermisch entladen und mit dem nunmehr relativ großen Leitwert des Kaltleiters abgeschlossen. Hiermit liegen ideale Bedingungen für die Rekonditionierung der Batteriekapazität vor. To prepare for the reconditioning of the batteries, a deep discharge of the individual cells leave the battery to its own devices. Starting from approx. 25 to 300C When discharging, the individual cells discharge themselves via their parallel-connected PTC thermistor. A decrease in the temperature of each cell is caused by the simultaneous The increase in the PTC thermistor heating power is initially almost controlled; the electric Power for this is taken from the cell, which is progressively emptied. in the In the final state, the individual cells are electrically and thermally discharged and with that now relatively large conductance of the PTC thermistor completed. This creates ideal conditions for reconditioning the battery capacity.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1. Die Temperatur der Einzelzellen der Batterie wird durch die Abstimmung zwischen der Wärmekapazität der Einzelzelle und der temperaturabhängigen Heizleistung des Kaltleiters in Richtung auf eine gleichmäßige Temperaturverteilung über alle Einzelzellen in dem dicht verpackten Batterieverband gesteuert; 2. Es wird ein temperaturabhängiger Entladewiderstand geschaffen, der elektrisch parallel zu den Einzelzellen geschaltet ist und einen kleinen Leitwert, d. h. auch einen geringen Verlust, bei der Betriebstemperatur der Batterie von z. B. 250C und einen wesentlich, z. B. um den Faktor 25 vergrößerten Leitwert bei der tieferen Rekonditionierungstemperatur von z. B. - 100C aufweist; 3. Durch die Einzelzellen-Vorbelastung durch den parallel geschalteten Kaltleiter wird die Ladung symmetriert bei gleichzeitiger Reduzierung des verbleibenden Ladestromes für alle Einzelzellen bei tiefen Temperaturen; hier kann z. B. Wasserstoffgasung, insbesondere in Nickel-Kadmium-Zellen verhindert werden. The advantages that can be achieved with the invention are as follows To summarize: 1. The temperature of the individual cells of the battery is determined by the vote between the heat capacity of the single cell and the temperature-dependent heating output of the PTC thermistor in the direction of a uniform temperature distribution over all Controlled individual cells in the tightly packed battery bank; 2. It becomes a temperature-dependent one Discharge resistor created, which is electrically connected in parallel to the individual cells and a small conductance, d. H. also a small loss, at the operating temperature the battery of z. B. 250C and one essential, e.g. B. enlarged by a factor of 25 Conductance at the lower reconditioning temperature of z. B. - 100C; 3. Due to the single cell preload from the PTC thermistor connected in parallel the charge is balanced while the remaining charge current is reduced at the same time for all single cells at low temperatures; here z. B. hydrogen gassing, especially in nickel-cadmium cells.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar: F i g. 1 eine erfindungsgemäße Verbindung einer elektrochemischen Einzelzelle einer Batterie mit einem Kaltleiter; F i g. 2 den Verlauf des Widerstandswertes eines Kaltleiters über der Temperatur in einfach-logarithmischer Darstellung. The invention is based on the drawing in an exemplary embodiment explained in more detail. The drawing shows: F i g. 1 a compound according to the invention an electrochemical single cell of a battery with a PTC thermistor; F i g. 2 the curve of the resistance value of a PTC thermistor versus temperature in single-logarithmic form Depiction.

Eine hier nicht näher dargestellte Batterie für die Verwendung in einem Erdsatelliten ist aus einer dichten Packung von elektro-chemischen Einzelzellen, z. B. Nikkel-Kadmium-Zellen 1 zusammengesetzt. In F i g. 1 sind lediglich schematisch die beiden Elektroden 2a und 2b, das Gehäuse 3 der Einzelzelle 1 und die Zellenanschlüsse 4a und 4b dargestellt. Die Zellenanschlüsse 4a und 4b sind mit weiteren gleichartigen Einzelzellen der Batterie verbunden. Die hier nicht dargestellten Batterieanschlüsse führen zu einer nicht dargestellten Last. A battery not shown here for use in an earth satellite is made up of a dense packing of electro-chemical single cells, z. B. nickel-cadmium cells 1 composed. In Fig. 1 are only schematic the two electrodes 2a and 2b, the housing 3 of the single cell 1 and the cell connections 4a and 4b shown. The cell connections 4a and 4b are similar to others Single cells of the battery connected. The battery connections not shown here lead to a load not shown.

Auf das Gehäuse 3 jeder Einzelzelle 1 ist ein Kaltleiter 5 mit Hilfe eines gut wärmeleitenden Klebers 6 aufgeklebt, so daß zwischen dem Gehäuse 3 und dem Kaltleiter 5 ein guter thermischer Kontakt besteht. Der Kaltleiter 5 ist zwischen den Anschlüssen 4a und 4b der Einzelzelle elektrisch parallel geschaltet. A PTC thermistor 5 is attached to the housing 3 of each individual cell 1 with the aid a highly thermally conductive adhesive 6 glued so that between the housing 3 and the PTC thermistor 5 is in good thermal contact. The PTC thermistor 5 is between the connections 4a and 4b of the single cell are electrically connected in parallel.

Mit den Zellenanschlüssen 4a bzw. 4b sind Anschlüsse 7a bzw. 7b für eine externe, hier nicht dargestellte Spannungsquelle verbunden. With the cell connections 4a and 4b are connections 7a and 7b for an external voltage source, not shown here, is connected.

In F i g. 2 ist der Verlauf des Widerstandswertes für den Kaltleiter 5 über die Temperatur TKL des Kaltleiters 5 in einfach-logarithmischer Darstellung aufgetragen. In Fig. 2 is the course of the resistance value for the PTC thermistor 5 over the temperature TKL of the PTC thermistor 5 in a single-logarithmic representation applied.

Auf der Temperaturkoordinate ist der Bereich B der Temperatur der Einzelzellen 1 aufgetragen. Dieser Bereich erstreckt sich von etwa - 100C bis etwa 25#C. Der Widerstandswert RKL erhöht sich in diesem Betriebstemperaturbereich von etwa 800 Ohm bei - 10"C auf einige 104 Ohm bei der oberen Temperaturgrenze des Bereiches B. Die Heizleistung des Kaltleiters 5 bei der Zellenspannung wird durch entsprechende Dimensionierung des Kaltleiters unter Berücksichtigung der thermischen Kontaktfläche über den Kleber 6 zu dem Gehäuse 3 so auf die Wärmekapazität der Einzelzelle 1 abgestimmt, daß der Erwärmung bzw. Abkühlung der Einzelzelle 1 während des Betriebes durch eine verminderte bzw. vergrößerte Heizleistung des Kaltleiters 5 entgegengewirkt wird, um während des Betriebes der Batterie die Temperatur der Einzelzellen zu stabilisieren und über den Verband der dicht gepackten Einzelzellen gleichmäßig zu halten.On the temperature coordinate, the area B of the temperature is the Single cells 1 applied. This range extends from about -100C to about 25 # C. The resistance value RKL increases in this operating temperature range from about 800 ohms at -10 "C to a few 104 ohms at the upper temperature limit of the range B. The heating power of the PTC thermistor 5 at the cell voltage is determined by appropriate Dimensioning of the PTC thermistor taking into account the thermal contact area matched to the heat capacity of the individual cell 1 via the adhesive 6 to the housing 3, that the heating or cooling of the single cell 1 during operation by a reduced or increased heating power of the PTC thermistor 5 is counteracted, to stabilize the temperature of the individual cells while the battery is in operation and to hold it evenly over the association of the tightly packed individual cells.

Soll die Batterie rekonditioniert werden, d. h. die Einzelzellen tiefentladen und anschließend neu geladen werden, dann werden die einzelnen Zellen der Batterie sich selbst überlassen, so daß sich die Einzelzellen 1 über den parallel geschalteten Kaltleiter 5 entladen. Ein Absinken der Temperatur der Einzelzellen wird durch das gleichzeitige Ansteigen der Kaltleiter-Heizleistung zunächst annähernd ausgeglichen. Bei progressivem Entladen der Einzelzellen sinkt schließlich die Temperatur der Zellen auf den untersten Wert des Bereiches B, d. h. Should the battery be reconditioned, i. H. the single cells deeply discharged and then reloaded, then the individual cells the battery left to itself, so that the individual cells 1 on the parallel switched PTC thermistor 5 discharged. A drop in the temperature of the individual cells is initially approximately due to the simultaneous increase in the PTC thermistor heating power balanced. With progressive discharge of the individual cells, the temperature finally drops of the cells to the lowest value of the range B, d. H.

etwa auf - 100C. Die Einzelzellen sind dann vollständig entladen und durch den Kaltleiter mit jetzt relativ geringem Widerstandswert parallel überbrückt. Die Einzelzellen 1 können jetzt durch die externe Spannungsquelle über die Anschlüsse 7a, 7b neu geladen werden.around - 100C. The individual cells are then completely discharged and bridged in parallel by the PTC thermistor, which now has a relatively low resistance value. The individual cells 1 can now through the external voltage source via the connections 7a, 7b are reloaded.

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Claims (3)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Temperaturkontrolle und zur periodischen Tiefentladung und Neuladung (Rekonditionierung) von Batterien aus elektro-chemischen Einzelzellen, insbesondere in der Raumfahrt, mit einer externen, mit den entladenen Zellen elektrisch verbindbaren Spannungsquelle zur Neuladung der Batterie und mit jeder Einzelzelle parallel zu schaltenden Entladewiderständen, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß der Entladewiderstand für jede Einzelzelle ein Widerstand mit stark positivem Temperaturkoeffizienten (Kaltleiter 5) in dem Betriebstemperaturbereich (B) der Batterie ist, welcher in thermischem Kontakt mit dem Gehäuse (3) der zugeordneten Einzelzelle (i) steht und elektrisch parallel zur Einzelzelle (1) geschaltet ist und dessen temperaturabhängige Heizleistung auf die Wärmekapazität der zugehörigen Einzelzelle abgestimmt ist. Claims: 1. Device for temperature control and periodic Deep discharge and recharging (reconditioning) of batteries from electro-chemical Single cells, especially in space travel, with an external one, with the discharged one Cells electrically connectable voltage source for recharging the battery and with each individual cell parallel to switching discharge resistors, d a d u r c h g e - indicates that the discharge resistance has a resistance for each individual cell strongly positive temperature coefficient (PTC thermistor 5) in the operating temperature range (B) the battery, which is in thermal contact with the housing (3) of the associated Single cell (i) is and is connected electrically in parallel to the single cell (1) and its temperature-dependent heating power on the heat capacity of the associated Single cell is matched. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturkoeffizient, die Dimensionierung und die Anordnung des Kaltleiters (5) so gewählt sind, daß während des Betriebes der aus Einzelzellen (1) zusammengesetzten Batterie eine Temperaturerhöhung bzw. Temperaturerniedrigung der Einzelzelle (1) durch verminderte bzw. vergrößerte Heizleistung des Kaltleiters (5) etwa ausgeglichen wird. 2. Device according to claim 1, characterized in that the temperature coefficient, the dimensioning and arrangement of the PTC thermistor (5) are chosen so that during the operation of the battery composed of individual cells (1) causes a temperature increase or lowering the temperature of the individual cell (1) by reducing or increasing the temperature Heating power of the PTC thermistor (5) is approximately compensated. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltleiter (5) mit Hilfe eines gut wärmeleitenden Klebers (6) auf das Gehäuse (3) der Einzelzellen (t) geklebt sind. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the PTC thermistor (5) on the housing with the aid of an adhesive (6) that conducts heat well (3) the single cells (t) are glued. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Temperaturkontrolle und zur Rekonditionierung von Batterien aus elektro-chemischen Zellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a device for temperature control and for reconditioning batteries from electrochemical cells according to Preamble of claim 1. Bei Batterien aus elektro-chemischen Zellen besteht insbesondere in der Raumfahrt die Problematik, daß die Zellen in einem dicht gepackten Batterieverband unterschiedliche Temperaturen annehmen. Dies liegt an den Temperaturübergängen zwischen den einzelnen Zellen innerhalb des dicht gepackten Batterieverbandes, an dem Teil extremen Umgebungstemperaturen und an dem mangelnden Temperaturaustausch mit der Umgebung. Die Temperaturdifferenzen der einzelnen Zeilen führen zu Divergenzen im Leistungsverhalten. Dies kann über längere Betriebszeit, z. B. im Bereich von Jahren zum Ausfall einzelner Zellen oder der Batterie führen. Um diese Temperaturdifferenzen zu vermeiden, sind aufwendige Temperaturkapselungen und gegebenenfalls aktive Temperatursteuerungen vorzunehmen. In batteries from electrochemical cells in particular in space travel the problem that the cells are in a tightly packed battery bank assume different temperatures. This is due to the temperature transitions between the individual cells within the tightly packed battery assembly on the part extreme ambient temperatures and the lack of temperature exchange with the Surroundings. The temperature differences in the individual lines lead to divergences in the Performance behavior. This can be over a longer period of operation, e.g. B. in the range of years lead to failure of individual cells or the battery. To these temperature differences Complex temperature encapsulation and, if necessary, active temperature controls are to be avoided to undertake. Die Elektrodensysteme von raumfahrttauglichen Batterien zeigen bei gleichförmiger Betriebsweise eine Abnahme der wirksamen Kapazität, eine Erscheinung, die als Memory-Effekt bezeichnet wird. Dieser Memory-Effekt kann durch eine Rekonditionierung, d. h. durch periodisches völliges Entladen jeder einzelnen Zelle und Neuaufbau der Ladung in bestimmten Intervallen vermieden werden. In bekannten Vorrichtungen muß hierzu jeder einzelnen Zelle ein Entladewiderstand über Relais zugeschaltet und bei der folgenden Neuladung durch eine externe Spannungsquelle wieder herausgeschaltet werden. Die hierzu notwendige Apparatur ist sehr komplex und aufwendig. The electrode systems of batteries suitable for space travel show at uniform operation a decrease in the effective capacity, a phenomenon which is known as the memory effect. This memory effect can be achieved by reconditioning, d. H. by periodically fully discharging each individual cell and rebuilding the Avoid charging at certain intervals. In known devices must for this purpose, a discharge resistor is connected to each individual cell via a relay and switched off again by an external voltage source during the subsequent recharge will. The equipment required for this is very complex and expensive. Aus der DE-AS 12 22 154 ist eine Stromversorgungseinrichtung zum Laden von Akkumulatoren bekannt, bei der die Regelung des l.adestromes in Abhängigkeit von der Temperatur von Balterieteilen erfolgt. Insbesondere wird bei Akkumulatoren, die Katalysatoren für die Wiedervereinigung der Zersetzungsgase enthalten, die Temperatur der Katalysevorrichtungals Steuergröße herangezogen. An eine periodische Rekonditionierung von in der Raumfahrt eingesetzten Batterien ist hier keine Rede. From DE-AS 12 22 154 is a power supply device for Charging of accumulators known, in which the regulation of the charging current as a function from the temperature of parts of the Balterie. In particular, in the case of accumulators, The catalysts for the recombination of the decomposition gases contain the temperature the catalytic device is used as a control variable. A periodic reconditioning there is no mention of batteries used in space travel. Aus der DE-AS 11 48 287 ist eine Batterie aus gasdichten Akkumulatoren in Knopfform bekannt, deren Zellen mit Hilfe von Heißleitern, die in räumlich engem Kontakt mit den Außenwänden der einzelnen Zellen bestehen, geheizt werden können, wobei als Strombegrenzer Kaltleiter dienen. Dieses Aufheizen erfolgt unmittelbar vor der Inbetriebnahme der Batterie, wenn bei Temperaturen unter dem Nullpunkt die volle Batteriespannung unmittelbar nach dem Einschalten vorhanden sein soll. DE-AS 11 48 287 discloses a battery made of gas-tight accumulators Known in button form, the cells of which with the help of thermistors, which are spatially narrow Contact with the outer walls of the individual cells can be heated, PTC thermistors serve as current limiters. This heating takes place immediately before commissioning the battery, if at temperatures below zero the full battery voltage should be available immediately after switching on. Aus der DE-OS 21 59 875 ist eine Ladeeinrichtung für Fahrzeugbatterien bekannt, bei der der Ladespannungshöchstwert in Abhängigkeit unter anderem von der Temperatur der Fahrzeugbatterie reguliert wird. From DE-OS 21 59 875 a charging device for vehicle batteries is known, at which the charging voltage maximum value depending, among other things, on the The temperature of the vehicle battery is regulated. Auch bei dieser Ladeeinrichtung sind Heiß- und Kaltleiter verwendet.Thermistors and PTC thermistors are also used in this charging device. In der DE-OS 16 71 910 ist eine Ladeeinrichtung für Akkumulatorenbatterien bekannt, die einen Widerstand aufweist, dessen Wert sich mit der Temperatur ändert und so den temperaturabhängigen Änderungen des Ladewirkungsgrades Rechnung trägt. Hiermit soll einmal eine Überladung der Batterie vermieden und außerdem die Batterie optimal aufgeladen werden. In DE-OS 16 71 910 a charging device for accumulator batteries is known, which has a resistance, the value of which changes with temperature and thus takes into account the temperature-dependent changes in the charging efficiency. This is to avoid overcharging the battery and the battery be optimally charged. In allen diesen Druckschriften ist die eingangs genannte Problematik in Verbindung mit der Temperaturkontrolle und der Rekonditionierung von insbesondere in der Raumfahrt eingesetzten Batterien nicht angesprochen. The problem mentioned at the beginning is present in all of these publications in connection with the temperature control and the reconditioning of in particular Batteries used in space travel are not addressed. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der in einfacher Weise eine periodische Ent- und Neuladung der Einzelzellen vorgenommen werden kann und mit der eine Temperaturkontrolle über den Betriebstemperaturbereich der Einzelzellen der Batterie möglich ist. The invention is based on the object of providing a device of the in Specify the type in question, with which in a simple manner a periodic Ent- and The individual cells can be recharged and with a temperature control is possible over the operating temperature range of the individual cells of the battery. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst. This object is according to the invention by the characterizing Part of the first claim specified features solved. Mit der Erfindung können in überraschend einfacher Weise Temperaturkontrolle und Rekonditionierung der einzelnen Zellen von Batterien gekoppelt werden. Hierzu wird mit jeder Zelle der Batterie ein Kaltleiter mit gutem thermischen Kontakt am Zellengehäuse angebracht und zwischen den Anschlüssen der Zelle elektrisch parallel geschaltet. Die temperaturabhängige Heizleistung des Kaltleiters wird auf die Wärmekapazität der Einzelteile abgestimmt. Das Material des Kaltleiters wird so gewählt, daß dessen Temperaturkoeffizient über den in Betracht gezogenen Temperaturbereich stark positiv ist. Bei Zellen in Batterien, die in der Raumfahrt verwendet werden, liegt dieser Temperaturbereich etwa zwischen~25 und -30"C beim normalen Betrieb der Batterie und etwa - 100C zu Beginn der Rekonditionierung. The invention allows temperature control in a surprisingly simple manner and reconditioning of the individual cells of batteries are coupled. For this a PTC thermistor with good thermal contact is made with each cell of the battery Cell housing attached and electrically parallel between the terminals of the cell switched. The temperature-dependent heating output of the PTC thermistor is based on the heat capacity of the individual parts matched. The material of the PTC thermistor is chosen so that its Temperature coefficient strongly positive over the considered temperature range is. With cells in batteries that are used in space travel, this is Temperature range between ~ 25 and -30 "C during normal operation of the battery and about -100C at the start of reconditioning. Derartige Kaltleiter sind im Handel erhältlich; so z. B. Such PTC thermistors are commercially available; so z. B.
DE3340882A 1983-11-11 1983-11-11 Device for temperature monitoring and reconditioning of batteries consisting of electrochemical individual cells Expired DE3340882C1 (en)

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DE3340882A Expired DE3340882C1 (en) 1983-11-11 1983-11-11 Device for temperature monitoring and reconditioning of batteries consisting of electrochemical individual cells

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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987001549A1 (en) * 1985-08-26 1987-03-12 Odd Stephan Irgens A device for heating with energy saving in cars and boats
DE3620041A1 (en) * 1986-06-14 1987-12-17 Licentia Gmbh Charging arrangement for accumulators
WO1989009497A1 (en) * 1988-03-25 1989-10-05 The Secretary Of State For Defence In Her Britanni Improvements in thermal batteries
EP0429930A2 (en) * 1989-11-17 1991-06-05 Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft Protection device for high temperature batteries
DE4142628C1 (en) * 1991-12-21 1993-05-06 Dieter Braun
DE4409736A1 (en) * 1994-03-22 1995-09-28 Braun Ag Method and device for maintaining batteries permanently installed in a device
EP1906470A2 (en) 2006-05-31 2008-04-02 Ingersoll-Rand Company Cordless power tool battery and charging system therefore
GB2450794A (en) * 2007-07-06 2009-01-07 Bosch Gmbh Robert Battery with temperature-dependant element
DE102008038740A1 (en) 2008-08-12 2010-02-18 Nordex Energy Gmbh Wind turbine has rotor hub with multiple rotor blades, where energy storage is arranged in rotor hub for supplying electrical power to rotor blade adjustment angle drives
US7863857B2 (en) 2006-05-31 2011-01-04 Ingersoll-Rand Company Cordless power tool battery and charging system therefore
US8012618B2 (en) 2007-07-06 2011-09-06 Robert Bosch Gmbh Rechargeable battery and battery pack
WO2012167971A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Robert Bosch Gmbh Energy storage device, system with energy storage device and method for generating a supply voltage of an energy storage device
DE102013214448A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-29 Robert Bosch Gmbh Method and device for detecting a temperature increase in a plurality of electrochemical storage cells
US9751427B2 (en) 2014-09-03 2017-09-05 Ford Global Technologies, Llc Vehicle traction battery thermal conditioning
US10236544B2 (en) 2014-04-10 2019-03-19 Illinois Tool Works Inc. Heater for electric vehicle batteries

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1148287B (en) * 1960-05-21 1963-05-09 Boelkow Entwicklungen Kg Battery made of gas-tight accumulators in the shape of a button with a device for heating the individual cells
DE1222154B (en) * 1960-11-15 1966-08-04 Harold Martin Harmer Power supply device for charging accumulators
DE1671910A1 (en) * 1966-12-28 1971-10-21 Accumulateurs Fixes Device for the measured charging of accumulator batteries
DE2159875A1 (en) * 1971-12-02 1973-06-20 Sonnenschein Accumulatoren CHARGING DEVICE FOR VEHICLE BATTERIES

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1148287B (en) * 1960-05-21 1963-05-09 Boelkow Entwicklungen Kg Battery made of gas-tight accumulators in the shape of a button with a device for heating the individual cells
DE1222154B (en) * 1960-11-15 1966-08-04 Harold Martin Harmer Power supply device for charging accumulators
DE1671910A1 (en) * 1966-12-28 1971-10-21 Accumulateurs Fixes Device for the measured charging of accumulator batteries
DE2159875A1 (en) * 1971-12-02 1973-06-20 Sonnenschein Accumulatoren CHARGING DEVICE FOR VEHICLE BATTERIES

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987001549A1 (en) * 1985-08-26 1987-03-12 Odd Stephan Irgens A device for heating with energy saving in cars and boats
DE3620041A1 (en) * 1986-06-14 1987-12-17 Licentia Gmbh Charging arrangement for accumulators
WO1989009497A1 (en) * 1988-03-25 1989-10-05 The Secretary Of State For Defence In Her Britanni Improvements in thermal batteries
GB2234625A (en) * 1988-03-25 1991-02-06 Secr Defence Improvements in thermal batteries
EP0429930A2 (en) * 1989-11-17 1991-06-05 Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft Protection device for high temperature batteries
EP0429930A3 (en) * 1989-11-17 1993-10-20 Asea Brown Boveri Protection device for high temperature batteries
DE4142628C1 (en) * 1991-12-21 1993-05-06 Dieter Braun
DE4409736A1 (en) * 1994-03-22 1995-09-28 Braun Ag Method and device for maintaining batteries permanently installed in a device
US5793188A (en) * 1994-03-22 1998-08-11 Braun Aktiengesellschaft Method of conditioning accumulators fixedly mounted in an apparatus and a device therefor
EP1906470A3 (en) * 2006-05-31 2008-10-08 Ingersoll Rand Co Cordless power tool battery and charging system therefore
EP1906470A2 (en) 2006-05-31 2008-04-02 Ingersoll-Rand Company Cordless power tool battery and charging system therefore
US7863857B2 (en) 2006-05-31 2011-01-04 Ingersoll-Rand Company Cordless power tool battery and charging system therefore
US8299749B2 (en) 2006-05-31 2012-10-30 Ingersoll Rand Company Cordless power tool battery and charging system therefore
GB2450794A (en) * 2007-07-06 2009-01-07 Bosch Gmbh Robert Battery with temperature-dependant element
GB2450794B (en) * 2007-07-06 2009-05-20 Bosch Gmbh Robert Battery with temperature-dependent element
US8012618B2 (en) 2007-07-06 2011-09-06 Robert Bosch Gmbh Rechargeable battery and battery pack
DE102008038740A1 (en) 2008-08-12 2010-02-18 Nordex Energy Gmbh Wind turbine has rotor hub with multiple rotor blades, where energy storage is arranged in rotor hub for supplying electrical power to rotor blade adjustment angle drives
WO2012167971A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Robert Bosch Gmbh Energy storage device, system with energy storage device and method for generating a supply voltage of an energy storage device
US9502989B2 (en) 2011-06-09 2016-11-22 Robert Bosch Gmbh Energy storage device, system with energy storage device and method for generating a supply voltage of an energy storage device
DE102013214448A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-29 Robert Bosch Gmbh Method and device for detecting a temperature increase in a plurality of electrochemical storage cells
US10236544B2 (en) 2014-04-10 2019-03-19 Illinois Tool Works Inc. Heater for electric vehicle batteries
US9751427B2 (en) 2014-09-03 2017-09-05 Ford Global Technologies, Llc Vehicle traction battery thermal conditioning

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