CZ283884B6 - Pouzdro akumulátoru - Google Patents

Abstract

Akumulátorové pouzdro má nádobku (2) s jedním nebo více články (3), přičemž každý z článků (3) je opatřen alespoň jednou vstupní trubičkou (5) pro přívod elektrolytu. Vstupní trubička (5) má jeden svůj konec propojen s vstupním otvorem (6), vytvořeným ve víku (1) a druhý konec ústí blízko dna nádobky (2). Nádobka (2) je opatřena víkem (1) majícím alespoň jednak jeden vstupní otvor (6) propojený prostřednictvím kanálků (71, , 72, 73, 74, 75, 76) pro rozdělování elektrolytu se vstupními trubičkami (5) a svislými sekcemi vstupních kanálků (51) vytvořenými v nádobce (2) a víku (1) a jednak alespoň jeden výstupní otvor (11), propojený s hladinovými trubičkami (81) vytvořenými v každém článku (3). ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká pouzdra, zejména vhodného pro akumulátory, které je třeba nabít v krátkém čase.

Dosavadní stav techniky

Podle známého stavu techniky, před nějakým časem bylo první nabití akumulátoru dosaženo statickým nalitím elektrolytu do pouzdra bez jeho cirkulace. Tato technika požadovala velmi dlouhé nabíjecí časy, někdy převyšující 24 hodin.

Novější postupy, jako například podle švédské patentové přihlášky 770184-9, YUASA BATTERY Company, popisuje speciální zařízení pro rychlé nabíjení akumulátorů, dosažené použitím víčka, upraveného pro použití u ústí víka pro nalití elektrolytu, přičemž víčko má vstupní trubku a výstupní trubku, kterými vtéká a vytéká z každého článku akumulátoru předem stanovené množství elektrolytu. Elektrolyt je nucen cirkulovat uvnitř akumulátoru a potom mimo něj chlazen, protože během nabíjecího procesu se vyvíjí teplo a chlazením elektrolytu se zvýší účinnost nabíjení a tím se značně zkrátí nabíjecí čas. Užití speciálních víček však také způsobuje nepravidelnosti při cirkulaci elektrolytu, v důsledku ucpání víčka po opakovaných nabíjeních.

Podle italské patentové přihlášky vynálezu č. VI93A 000033 registrované pod jménem stejného přihlašovatele jako je u tohoto předmětného vynálezu, je navržena akumulátorová nádobka, umožňující rychlé nabíjení, přičemž každý článek nádobky je opatřen alespoň jednou trubičkou pro vstup elektrolytu, upravenou v podstatě ve vertikální poloze a spojenou s jedním otvorem ve víku nádobky, zatímco její druhý konec se nachází blízko dna, dále je opatřen alespoň jednou hladinovou trubičkou, vždy pro každý článek, jejíž jeden konec je vyveden do otvoru ve víku a druhý končí ve výši hladiny elektrolytu, která má být dosažena uvnitř každého článku.

Podle výhodného provedení tohoto vynálezu jsou hladinové trubičky vylisovány ve víku, zatímco první část trubiček pro vstup elektrolytu jsou vylisovány částečně ve víku zbytek je vytvořen v nádobce, přičemž obě části jsou spojeny, když je víko přiklopeno na nádobku.

Každý článek je opatřen vstupem a výstupem pro elektrolyt. Nalití elektrolytu je provedeno při cirkulaci elektrolytu uvnitř každého článku.

Jednou z nevýhod dříve zmíněného vynálezu je, že pro dosažení cirkulace elektrolytu uvnitř baterie při prvním nabití, je třeba použít složité zařízení, představující několik propojení pro vstup a několik přívodních trubiček pro cirkulování samotného elektrolytu.

Podstata vynálezu

Jedním z účelů předloženého vynálezu je zjednodušit zařízení, které má být použito pro první naplnění akumulátoru elektrolytem.

Dalším účelem je zlepšit kvalitu nabití baterie, zajištěním dokonalé cirkulace elektrolytu při stejné rychlosti a stejném množství elektrolytu v každém článku a tím také dosažení kratších nabíjecích časů.

Neposledním účelem je vytvořit nádobku pro baterie, která má všechny kanálky pro rozdělování elektrolytu a rovněž hladinové trubičky vylisovány ve víku. Stejně tak má vytvořeny všechny vstupní trubičky při lisovacím procesu.

Dalším účelem je vytvoření víka nádobky, které má pouze dva vstupy, jeden pro podávání elektrolytu a jeden pro jeho výstup, během prvního nabíjení, přičemž víko je rovněž použito pro zakrytí nádobky.

Všechny výše zmíněné účely a další, které budou lépe vyplývat z dále uvedeného, jsou dosaženy u akumulátorového pouzdra, vyrobeného z plastického materiálu tvořeného:

nádobkou, mající jeden nebo více článků uzpůsobených pro umístění prvků tvořících akumulátor, které jsou ponořeny do elektrolytu, přičemž každý článek má alespoň jednu trubičku pro přívod elektrolytu při prvním nabíjení, upravenou v podstatě ve svislé poloze, se svým jedním koncem spojenou přes vedení s otvorem vytvořeným ve víku a svým druhým koncem končícím blízko dna nádobky, vyznačující se tím, že víko má alespoň jeden první otvor pro přívod elektrolytu, spojený se vstupními trubičkami v nádobce přes kanálky pro rozdělování elektrolytu a alespoň jeden výstupní otvor, spojený s hladinovými trubičkami, kterými je opatřen každý článek. Každá hladinová trubička je spojena svým jedním koncem s výstupním otvorem, zatímco její opačný konec končí v požadované výšce hladiny v každém článku.

U výhodného provedení vynálezu je víko opatřeno kanálky pro rozdělování elektrolytu, tekoucího ze vstupního otvoru ke každé svislé vstupní trubičce umístěné v každé nádobce, přičemž každý kanálek má v podstatě stejnou délku a v podstatě stejné tlakové ztráty. Navíc všechny kanálky, vstupní trubičky a hladinové trubičky jsou vytvořeny injektáží tlakového dusíku v průběhu lisovacího procesu.

Podle vynálezu je výhodné, když kanálky mají stejné délky, aby tak elektrolyt byl nucen dosáhnout každou vstupní trubičku ve stejném množství a při stejné rychlosti a každý kanálek má stejný počet zakřivení a stejné rozvětvení, což zajistí stejné tlakové ztráty.

Tímto způsobem bude každý element, každého článku napuštěn elektrolytem a bude absorbovat stejné množství elektrolytu, potřebného pro nabití každého článku.

Navíc alespoň částečným odstraněním turbulentního toku, se dosáhne uvnitř akumulátoru vyšší rychlosti průtoku cirkulujícího elektrolytu a tím také následně snížení nabíjecího času.

U dalšího výhodného provedení vynálezu, druhý otvor ve víku, který je výstupním otvorem, představuje sběrnou nádržku, která může být výhodně použita pro dokončující operace za účelem zajištění stejné hladiny elektrolytu ve všech článcích.

Jiné možné provedení se vyznačuje tím, že sběrač spojuje různé hladinové trubičky s otvorem na straně samotného víka, přičemž otvor je uzavřen čepičkou a je propojitelný s vnější trubičkou pro odvod plynů a páry z elektrolytu, pokud je nutné odvádět plyny vytvořené v baterii během jejího provozu nebo během nabíjecího cyklu.

Další možností použití předloženého vynálezu budou patrné z podrobného, dále uvedeného popisu. Je však zřejmé, že podrobný popis a určité příklady, se týkají výhodného provedení vynálezu a jsou dány pouze pro ilustraci, zatímco pro pracovníky z daného oboru vyplynou z detailního popisu a výkresů další změny a modifikace, které budou spadat do rozsahu vynálezu.

-2CZ 283884 B6

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 znázorňuje axonometrický pohled na akumulátorové pouzdro podle vynálezu, kde je odděleno víko pouzdra.

Obrázek 2 znázorňuje půdorys víka pouzdra podle vynálezu.

Obrázek 3 znázorňuje detail víka podle vynálezu s pohledem na kanálky pro rozvedení elektrolytu.

Obrázek 4 znázorňuje řez víkem z obrázku 3 vedený podél čáry rV°-IV^o.

Příklady provedení vynálezu

Z uvedených obrázků vyplývá a to zejména z obrázku 1, že pouzdro akumulátoru podle předloženého vynálezu sestává z víka, které je jako celek označeno pozicí 1 a z nádobky, označené jako celek pozicí 2. Nádobka 2 sestává zvíce článků 3, oddělených svislými rozdělovacími stěnami 4. Každý článek 3 je opatřen vstupní trubičkou 5, uspořádanou tak, aby umožňovala vstup elektrolytu do článku 3. Poloha horní části vstupní trubičky 5 odpovídá poloze vstupní trubičky ve víku 1 při přiklopení víka 1 na nádobku 2. Spodní část trubičky 5 je mírně vzdálena ode dna nádobky 2, tak, aby bylo umožněno cirkulování elektrolytu během prvního nabíjení akumulátoru.

Je výhodné, jak je tomu u jednoho z provedení vynálezu, když každá vstupní trubička 5 v nádobce 2 je vytvořena při lisovací operaci současnou injektáží dusíku a je lisována současně s rohem vytvořeným vnější stěnou nádobky 2 a rozdělovači stěnou 4 mezi sousedními články 3.

V souladu s výhodným provedením vynálezu, znázorněným na obrázku 1, jsou kanálky lisovány vždy dva a dva vedle sebe.

Víko 1 je opatřeno vstupním otvorem 6, který je propojen se soustavou kanálků označených jako celek pozicí 7. Tyto kanálky 7 jsou rovněž vytvořeny během lisovací operace současnou injektáží dusíku. Ze vstupního otvoru 6 se rozvětvují dvě sekce 71 a 72 kanálků a poté se lomí v 90° úhlu, přičemž každá sekce se rozděluje na dvě nebo více větví, jako například sekce 71 na větve 73 a 74 a sekce 72 na větve 75 a 76. Takto pak svislé sekce vstupních kanálků 51, které jsou součástí víka 1_ a které jsou pak spojeny se vstupními trubičkami 5, například slepením nebo podobnými prostředky, jsou napájeny elektrolytem, který má v podstatě stejnou rychlost průtoku všemi svislými sekcemi vstupních kanálků 51. Je zřejmé, že toto uspořádání zajišťuje konstantní průtok elektrolytu, přitékajícího se stejnou rychlostí a ve stejném množství do každé svislé sekce vstupních kanálků 51.

Elektrolyt cirkulující v každém článku 3 potom vychází skrze hladinové trubičky 81, které jsou upraveny ve svislé poloze a jsou všechny spojeny se sběračem 8, majícím středový kanál 9, spojený se sběrným vybráním 10, které je propojené s výstupním otvorem 11, vytvořeným na horním povrchu víčka 1 a přizpůsobeném pro odvedení cirkulujícího elektrolytu.

Jak bylo prokázáno výše, sběrné vybrání 10 může být, po prvním nabití baterie, užíváno jako komora pro dolévání baterie, během její životnosti. Ve skutečnosti, při dolévání potřebného elektrolytu otvorem 11. jak je zřejmé, tento elektrolyt cirkuluje nyní v opačném směru v porovnání s cirkulací elektrolytu při prvním nabíjení a doplňuje články v množství dostačujícím pro doplnění na stejnou hladinu, protože všechny hladinové trubičky 81 mají stejnou délku a tudíž působí jako hladinové stabilizátory.

-3 CZ 283884 B6

Je dobře zřejmé, jak je u vynálezu dosaženo zamýšleného účelu. Pouzdro akumulátoru a zvláště víko 1 je opatřené pouze dvěma otvory, vstupním otvorem 6 a výstupním otvorem 11. Otvorem 6, při prvním nabíjení akumulátoru, vstupuje elektrolyt do akumulátoru, cirkuluje v pouzdru akumulátoru a vychází výstupním otvorem 11. Výstupním otvorem II může být baterie po dobu své životnosti snadno doplňována elektrolytem.

Sběrné vybrání 10 rovněž působí s výhodou jako expanzní prostor pro elektrolyt během provozu baterie, kompenzováním zvětšování objevu elektrolytu, způsobeného ohřevem baterie.

Podle zvláštního provedení víka 1 znázorněného na obrázcích 1 a 3, sběrač 8 prochází alespoň po jedné straně až dosáhne bočního otvoru 82 na boční straně povrchu víka l·, přičemž tento boční otvor 82 je obvykle uzavřen čepičkou 83. V případě, zeje třeba z místnosti, kde baterie pracuje, odvést plyny, které se v baterii vyvíjejí během provozu nebo během jejího nabíjení, sejme se víčko 83 a boční otvor 82 se spojí s odvětrávacím systémem pro odvod plynů do ovzduší. Stejného účinku lze dosáhnout propojením odvětrávacího systému s horním otvorem 11 víka £. Toto lze provést, když je baterie umístěna tak, že na víku 1 leží nějaká překážka.

Z uvedeného vyplývá, jak jsou všechny zamýšlené účely dosaženy, zejména účel rozdělování elektrolytu s vysokou účinnosti a pravidelností rozdělování během prvního nabití, přičemž je dosaženo laminámího průtoku elektrolytu a odstraněna, jak je to jen možné, turbulence, která by mohla vést k tomu, že by nebyly všechny plochy stejně nabity. Navíc stejné průchody lisovanými kanály ve víku zajistí, že do každého článku vteče stejné množství elektrolytu se stejnou rychlostí.

Navíc ještě kanálky, které jsou vytvořeny jak ve víku 1, tak v nádobce 2, akumulátoru lisováním termoplastického materiálu a současnou injektáží dusíku, umožňují vytvořit pouzdro baterie zcela novými výrobními kroky, týkajícími se konstrukce baterie, včetně jejího nabití a skladování. U baterie s pouzdrem podle tohoto vynálezu je možno dosáhnout prvního nabití rychle a to dokonce na montážní lince, a to z důvodu jednoduchosti zařízení potřebného k cirkulaci elektrolytu, které na základě vynálezu je redukováno na jednoduché vstupní trubičky pro vstup elektrolytu a jednoduchou výstupní trubičku pro vycházející elektrolyt z baterie po jeho cirkulaci ve všech článcích.

U pouzdra pro akumulátor, vytvořeného podle předloženého vynálezu, je možné při dobíjení akumulátoru, během jeho životnosti, dmychat vzduch vstupním otvorem 6 a odsávat vzduch a plyny otvorem 11 a tímto urychlit nabíjení.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Pouzdro akumulátoru z plastického materiálu tvořené nádobkou s jedním nebo více články pro uložení prvků, tvořících akumulátor a ponořených do elektrolytu, přičemž každý z článků je opatřen alespoň jednou vstupní trubičkou pro přívod elektrolytu při prvním nabíjení, která je vytvořena v podstatě ve svislé poloze a jejíž jeden konec je propojen se vstupním otvorem ve víku a druhý konec ústí blízko na nádobky, vyznačující se tím, že víko (1) je jednak opatřeno alespoň jedním vstupním otvorem (6) propojeným kanálky (71, 72, 73, 74, 75, 76) pro rozdělování elektrolytu se vstupními trubičkami (5) a svislými sekcemi vstupních kanálků (51) vytvořených ve víku (1) a nádobce (2), a jednak alespoň jedním výstupním otvorem (11) propojeným s hladinovými trubičkami (81), kterými je opatřen každý článek (3).

   -4CZ 283884 B6
2. 2. Pouzdro akumulátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní trubičky (5), svislé sekce vstupních kanálků (51), hladinové trubičky (81) a kanálky (71, 72, 73, 74, 75, 76) jsou vytvořeny v rozsahu tloušťky víka (1) lisováním.
3. 3. Pouzdro akumulátoru podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kanálky (71, 72, 73, 74, 75, 76) pro rozdělování elektrolytu, vytvořené ve víku (1) tvoří v podstatě stejné průchody začínající u vstupního otvoru (6) pro vstup elektrolytu až k místu svislých sekcí vstupních kanálků (51), přičemž tyto stejné průchody zajišťují v podstatě stejné tlakové ztráty.
4. 4. Pouzdro akumulátoru podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že mezi výstupním otvorem (11) a hladinovými trubičkami (81) je alespoň jedno sběrné vybrání (10), propojené svým dnem s těmito hladinovými trubičkami (81), pro doplňování akumulátoru.
5. 5. Pouzdro akumulátoru podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že trubička a kanálky (5, 7, 51, 81, 8) nádobky (2) a víka (1) jsou v jedné operaci vytvořeny lisováním z termoplastického materiálu injektáží dusíku.
6. 6. Pouzdro akumulátoru podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že vstupní trubičky (5), jsou umístěny v rozích každého článku (3), tvořených vnější stěnou nádobky (2) a svislou rozdělovači stěnou (4), oddělující články (3) jeden od druhého.
7. 7. Pouzdro akumulátoru podle nároku 6, vyznačující se tím, že každá vstupní trubička (5) článku (3), přiléhá ke vstupní trubičce (5) sousedního článku (3).
8. 8. Pouzdro akumulátoru podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že sběrač (8), propojující hladinové trubičky (81) je opatřen alespoň jedním koncem propojeným s bočním otvorem (82), uzavřeným čepičkou (83), vytvořeným na bočním povrchu víka (1).