DE19614435A1 - Energieversorgungseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinheit mit einem Akkumulator und einem Ladegerät nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Energieversorgungseinheiten der vorgenannten Art werden regel­ mäßig eingesetzt, um angeschlossene Verbraucher unabhängig von einer Energieversorgung aus dem Netz mit (elektrischer) Energie zu versorgen. Statt der nicht wiederaufladbaren Batterien wer­ den zweckmäßigerweise Akkumulatoren (Akkus) von an sich bekann­ ter Bauart verwendet, die mit einem auf den Akku abgestimmten Ladegerät wieder aufgeladen werden können.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß sich solche Energiever­ sorgungseinheiten unter bestimmten Umweltbedingungen, wie bei­ spielsweise geringen Temperaturen, schneller entladen, als dies unter Normaltemperaturen von etwa 20°C der Fall ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Energieversorgungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, welche von Umweltein­ flüssen, und insbesondere niedrigen Temperaturen, geschützt ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, einen schnellen und sicheren Ladevorgang des Akkus auch in ei­ nem Minus-Temperaturbereich zu erreichen, der für einen Akku aus physikalischen Gründen hinderlich ist.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind den Un­ teransprüchen zu entnehmen.

Mit der erfingdungsgemäßen Lösung des Einbaus der Energieversor­ gungseinheit zusammen mit dem Ladegerät in einen abgeschlosse­ nen und wärmeisolierten Koffer wird vorteilhafterweise er­ reicht, daß sich auch niedrige Außentemperaturen im Minusbe­ reich nicht negativ auf den Akku auswirken. Als besonderer Vor­ teil hat sich die weitere erfinderische Lösung gezeigt, an die Energieversorgungseinheit und innerhalb des Koffers eine Heiz­ einrichtung vorzusehen, die bei niedrigen Außentemperaturen ak­ tiviert wird und den Akku sowie den Innenraum des Koffers bzw. Behältnisses bis auf maximal 30°C erwärmt. Dadurch wird der Kapazitätsverlust des Akkumulators infolge tiefer Temperaturen verzögert und eine Aufladung des Akkus in einem optimalen Tem­ peraturbereich vollzogen.

Bei zu niedriger Umgebungstemperatur sinkt die Leistungsfähig­ keit des Akkumulators bei der Energieabgabe. Hier schafft die erfindungsgemäße Lösung Abhilfe, indem die Energieversorgungs­ einheit benutzt werden kann, auch wenn niedrige Umgebungstempe­ raturen vorhanden sind. Die Innenisolierung des Koffers gewähr­ leistet, daß die Innentemperatur einer im Freien aufgestellten Energieversorgungseinheit einem Einsatz von etwa acht Stunden soweit standhält, daß eine Akku-Minderleistung aus thermischen Gründen ausgeschlossen werden kann.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Energieversor­ gungseinheit, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Energieversorgungseinheit nach Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Energie­ versorgungseinheit 1 zeigt einen tragbaren Koffer 2 oder ein anderes entsprechendes Behältnis in perspektivischer Ansicht. In dem Koffer 2 befinden sich dauerhaft installiert die Einzel­ geräte bzw. Einrichtungen der Energieversorgungseinheit 1.

Den größten Teil des Innenraumes des Koffers 2 oder Behältnis­ ses entsprechend geeigneter Formgebung nimmt der Akkumulator 3 ein, an den über eine in der Kofferwand befindliche Anschluß­ buchse 4 ein Verbraucher angeschlossen werden kann. Um die An­ schlußbuchse bei Nichtgebrauch vor Umwelteinflüssen und eventu­ ell auch vor unbefugtem Gebrauch zu schützen, kann sie mit einer an der Außenwand des Koffers 2 befindlichen Schutzkappe 5 oder dergleichen Abdeckung abgedeckt und verschlossen werden.

Neben dem Akkumulator 3 befindet sich in dem Koffer 2 auch das auf den Akkumulator 3 abgestimmte Ladegerät 6. Mit diesem Lade­ gerät 6 ist eine in der Kofferwand eingesetzte Anschlußbuchse 7 verbunden, über die das Ladegerät 6 an ein Netz anschließbar ist, damit der Akkumulator 3 aufgeladen werden kann. Auch diese Anschlußbuchse 7 ist mit einer an der Außenwand des Koffers 2 vorgesehenen Schutzkappe 8 oder dergleichen Schutzelement ver­ sehen und wahlweise auch verschließbar, um sie bei Nichtge­ brauch vor schädlichen Umwelteinflüssen oder vor unbefugtem Gebrauch zu schützen. Das Ladegerät 6 kann über die Anschluß­ buchse 7 sowohl direkt als auch mittels eines Zwischenkabels mit dem Netz verbunden werden.

Desweiteren befindet sich in dem Koffer 2 eine Heizvorrichtung 9, die aus einem Heizelement 10 und einem Temperaturfühler bzw. Temperaturmeßgerät 11 gebildet ist. Während des Aufladevorgan­ ges des Akkumulators 3 und auch während des Betriebes sorgt die Heizvorrichtung 9 für eine optimale Umgebungstemperatur des Akkumulators 3, um diesen auch bei Außentemperaturen im Minus­ bereich, also bei Kälte, sicher, schnell und schonend aufladen zu können. Ferner wird durch die Heizvorrichtung eine günstige Erwärmung des gesamten Innenraumes des Koffers 2 erzielt.

Damit die Energieversorgungseinheit 1 auch bei Minustemperatu­ ren einsetzbar ist, weist die Innenseite des Koffers 2 an allen Innenwänden eine thermische Innenisolierung 12 auf. Diese In­ nenisolierung 12 sorgt dafür, daß die Energieversorgung eines Verbrauchers aus dem Akku 3 für die Dauer einer üblichen Ein­ satzzeit von etwa acht Stunden sichergestellt ist. Dies ist möglich, weil die Temperatur im Innenraum des Koffers 2 und vor allem die Temperatur des Akkus 3 nahezu konstant auf einem Tem­ peraturwert im für den Akkumulator optimalen Bereich gehalten wird.

Die Innenisolierung 12 bewirkt natürlich auch bei hohen Außen­ temperaturen eine nahezu konstante Temperatur im Innenraum des Koffers 2, weil die eingesetzte Isolierung sowohl gegen Kälte als auch gegen Wärme schützt. Der Temperaturbereich, in dem die Energieversorgungseinheit 1 verwendet werden kann, kann durch die geschilderten Maßnahmen auf Außentemperaturen von etwa -30° C bis etwa +80°C ausgedehnt werden.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Energieversorgungs­ einheit 1 nach Fig. 1. Es sind vereinfacht die einzelnen Bau­ teile bzw. Elemente des Akkumulators 3 mit der Anschlußbuchse 4, das Ladegerät 6 mit der Anschlußbuchse 7 und die Heizvor­ richtung 9, bestehend aus Heizelement 10 und Temperaturfühler 11, dargestellt.

Das Ladegerät 6 ist über eine elektrische Verbindung 13 für den Anschluß an ein Netz an die Anschlußbuchse 7 angeschlossen. Über eine weitere elektrische Verbindung 14 ist das Ladegerät 6 an den Akku 3 angeschlossen, um diesen aufladen zu können, wenn die Verbindung mit dem Netz hergestellt ist. Der Akku 3 wiederum hat eine weitere elektrische Verbindung 15 zu der An­ schlußbuchse 4, an die ein Verbraucher angeschlossen werden kann, der dann vom Akku 3 mit Energie versorgt wird.

Von der Netzanschlußbuchse 7 können außer der Verbindung 13 zum Ladegerät 6 noch zwei weitere Verbindungen 16 und 17 eingerich­ tet werden. Die eine Verbindung 16 dient der Energieversorgung des Temperaturmeßgerätes 11, welches die Temperatur im Innen­ raum des Koffers 2 mißt. Sobald die Temperatur im Innenraum des Koffers 2 einen vorgegebenen Wert unterschreitet, gibt das Tem­ peraturmeßgerät 11 über eine elektrische Verbindung 18 ein Sig­ nal an das Heizelement 10, so daß dieses mit dem Heizvorgang beginnt. Die Energieversorgung des Temperaturmeßgerätes 11 kann bevorzugt auch über den Akkuanschluß vorgenommen werden.

Die Energieversorgung des Heizelementes 10 wird über eine elek­ trische Verbindung 17 im Regelfall zum Akkumulator bzw. zum Ausgang des Ladegerätes erreicht. Die elektrische Verbindung 17 kann aber auch mit der Netzanschlußbuchse 7 durchgeführt wer­ den. Übersteigt die Temperatur im Innenraum des Koffers 2 oder Behältnisses einen vorgegebenen Wert, so gibt das Temperatur­ meßgerät 11 über die elektrische Verbindung 18 ein Signal an das Heizelement 10, so daß dieses den Heizvorgang beendet.

Durch das gesteuerte Heizelement 10 wird die Temperatur im In­ nenraum des Koffers 2 bzw. des Behältnisses in einem Tempera­ turbereich von etwa +20°C bis +40°C gehalten, in dem der La­ devorgang des Akkus 3 optimal, d. h. sicher und schnell, ge­ schieht.

Die Energieversorgungseinheit 1 ist üblicherweise so ausge­ führt, daß der Koffer 2 eine tragbare und leicht zu transpor­ tierende Einheit darstellt.

Die Anordnung der Bauteile und elektrischen Verbindungen im Innenraum des Koffers 2 ist im Prinzip beliebig. Entscheidend ist eine gute thermische Kopplung des Akkus 3 an das Heizele­ ment 10, denn die Temperatur des Akkus 3 beeinflußt das Lade- und das Entladeverhalten der Energieversorgungseinheit.

Claims (7)

1. Energieversorgungseinheit (1), bestehend im wesentlichen aus einem Akkumulator (3) und einem auf diesen abgestimmten Ladegerät (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Akkumulator (3) und das Ladegerät (6) in einem Koffer, Behältnis oder dergleichen Gehäuse (2) dauerhaft wärmeisoliert installiert sind.

2. Energieversorgungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Koffer, Behältnis (2) oder dergleichen zusätzlich zu dem Akkumulator (3) und dem Ladegerät (6) eine Heizvorrichtung (9) vorgesehen ist, welche aus einem Heizelement (10) und einer mit dieser wirkverbundenen Temperaturregeleinrichtung (11) zur Messung und/oder Regelung der Temperatur des Innenraumes des Koffers oder Behältnisses (2) gebildet ist.

3. Energieversorgungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Innenwände des Koffers oder Behältnisses (2) eine thermische Innenisolierung (12) aufweisen.

4. Energieversorgungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Koffer oder das Behältnis (2) nach außen geführte An­ schlußbuchsen (4, 7) für den Anschluß eines Verbrauchers an den Akkumulator (3) und für den Anschluß des Ladegerätes (6) an eine Energiequelle aufweisen.

5. Energieversorgungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbuchsen (4, 7) mit wahlweise verschließbaren Schutzkappen (5, 8) versehen sind.

6. Energieversorgungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koffer, das Behältnis oder dergleichen Gehäuse (2) mit einem wahlweise abschließ- oder verriegelbaren Deckel versehen ist.

7. Energieversorgungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Koffer, das Behältnis oder dergleichen Gehäuse (2) bildenden Wände aus einem wärmeisolierenden Material gebildet sind, welches gleichzeitig gute Festigkeitseigenschaften gegen Zug, Druck und Biegung aufweist.