DE19758412A1 - Arrangement for mixing an electrolyte of a battery - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Durchmischen von einem Elektrolyten einer Batterie, mit einem den Elektrolyten aufnehmenden äußeren Gehäuse sowie beabstandet zu diesem verlaufender Führung für den Elektrolyten vom Bodenbereich des Gehäuses bis in dessen oberen Bereich oberhalb des Fluidspiegels.The invention relates to an arrangement for mixing an electrolyte a battery, with an outer housing receiving the electrolyte and spaced apart to this running guide for the electrolyte from the bottom area of the housing to in the upper area above the fluid level.
Eine entsprechende Anordnung für Batterien ist der EP 0 617 846 B1 zu entnehmen. Zur Führung eines Elektrolyten ist ein U-Rohr vorgesehen. Im Zwischenraum zwischen den Wänden im Bodenbereich einer Batterie weist das U-Rohr eine Perforation als Durchlaßöff nungen auf. Die Öffnungen des Rohres selbst befinden sich nahe am oberen Bereich der Zelle. Im Inneren des Rohres befinden sich Kugeln. Die Kugeln können auch durch Blei schlitten ersetzt werden. Durch die Perforation kann Flüssigkeit vom Boden der Zelle her ein dringen. Bei jeder Beschleunigung der Zelle in Längsrichtung des U-Rohrs erfolgt durch die Bewegung der Kugeln bzw. Bleischlitten zum Fördern von Flüssigkeit, wodurch eine Vermischung erfolgt. Die Kugeln bzw. Bleischlitten stellen jedoch einen Strömungswider stand dar, der nicht zwingend die Durchmischung im erforderlichen Umfang sicherstellt. A corresponding arrangement for batteries can be found in EP 0 617 846 B1. For A U-tube is provided to guide an electrolyte. In the space between the Walls in the bottom area of a battery, the U-tube has a perforation as a passage opening on. The openings of the tube itself are close to the top of the Cell. There are balls inside the tube. The bullets can also be made by lead sledge to be replaced. The perforation allows fluid to enter from the bottom of the cell penetrate. With each acceleration of the cell in the longitudinal direction of the U-tube takes place through the Movement of the balls or lead slides to convey liquid, creating a Mixing takes place. However, the balls or lead slides resist flow said, which does not necessarily ensure thorough mixing to the required extent.
Auch ist eine entsprechende Konstruktion für Flüssigkeiten mit Sedimentationserscheinungen nicht geeignet.There is also a corresponding design for liquids with signs of sedimentation not suitable.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine Vermischung des Elektrolyten in hinreichendem Umfang erfolgen kann, wobei das Durchmischen gegebenenfalls sowohl auf thermischem als auch auf mechanischem. Wege möglich sein soll.The present invention is based on the problem of an arrangement of the beginning mentioned type so that a mixing of the electrolyte in sufficient Scope can take place, with the mixing optionally both on thermal and also on mechanical. Ways should be possible.
Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Führung durch einen zwischen dem äußeren Gehäuse und einem in diesem angeordneten Innengehäuse vorhandenen Zwischenraum gebildet ist, daß das Innengehäuse bodenseitig zumindest eine Durchbrechung, vorzugsweise zumindest eine in einer Seitenwandung vorhandene unterhalb von dem Elektrolytspiegel verlaufende Seitenwandöffnung sowie eine oberhalb des Elek trolytspiegels verlaufende Deckenwandung mit in dieser verlaufenden Deckenwandöffnung umfaßt, die vorzugsweise in einer Senke verläuft.According to the invention, the problem is essentially solved by guiding through one between the outer housing and an inner housing arranged therein existing space is formed that the inner housing at least one bottom Opening, preferably at least one in a side wall below from the electrolyte mirror side wall opening and one above the elec trolyte mirror running ceiling wall with this running ceiling wall opening comprises, which preferably runs in a depression.
Das mechanische Durchmischen des Elektrolyten (Fluides) kann durch die Verbindung zwi schen den vorzugsweise über die gesamte Bodenfläche verlaufenden Durchbrechungen zum oberen Rand der Seitenwandung verlaufenden Zwischenraum hin sowie das Zurückströmen durch die vorzugsweise in der Senke der Deckenwandung vorhandene Deckenwandöffnung erfolgen. Um das Durchmischen vom Bodenbereich zum Deckenbereich hin sicherzustellen, ist vorgesehen, daß das Innengehäuse einen umlaufenden oberen Rand aufweist, zu dem zurückversetzt die Deckenwandung ausgeht. Somit bildet sich eine Flüssigkeitsaufnahme oberhalb der Deckenwand, die sicherstellt, daß Flüssigkeit, die von dem Zwischenraum im Seitenwandbereich zur Deckenwandung hin strömt, von oben in das Innengehäuse gelangt.The mechanical mixing of the electrolyte (fluid) can be done by the connection between rule the openings running preferably over the entire floor area upper edge of the side wall extending space and the backflow through the ceiling wall opening, preferably in the depression of the ceiling wall respectively. To ensure mixing from the floor area to the ceiling area, it is provided that the inner housing has a circumferential upper edge to which set back the ceiling wall goes out. This creates a liquid intake above the ceiling wall, which ensures that liquid that flows from the space in the Side wall area flows towards the ceiling wall, enters the inner housing from above.
Durch die in der Seitenwandung vorhandene Öffnung kann ein thermisches Durchmischen erfolgen. Hierzu ist bevorzugter Weise vorgesehen, daß im Bereich der Seitenwandöffnung eine Wärme- bzw. Kältequelle vorhanden ist, die vorzugsweise durch eine Trennwand oder durch eine Außenwand des äußeren Gehäuses gebildet wird oder diese aufweist. Thermal mixing can take place through the opening in the side wall respectively. For this purpose, it is preferably provided that in the area of the side wall opening a heat or cold source is present, which is preferably by a partition or is formed by or has an outer wall of the outer housing.
Um eine gleichmäßige Durchmischung sicherzustellen, weist zumindest das Innengehäuse in Bezug auf seine Seitenwandung eine dem äußeren Gehäuse entsprechende Geometrie auf.In order to ensure a uniform mixing, at least the inner housing in With respect to its side wall, a geometry corresponding to the outer housing.
Vorzugsweise ist das äußere Gehäuse in zumindest zwei durch eine Trennwand unterteilte Bereiche aufgeteilt, wobei in jedem Bereich zumindest ein Innengehäuse angeordnet ist, wobei die Trennwand die Wärme- und/oder Kältequelle ist oder aufweist.The outer housing is preferably divided into at least two by a partition Areas divided, with at least one inner housing being arranged in each area, wherein the partition is or has the heat and / or cold source.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, daß von der Seitenwandöffnung eines Batterieplatten umgebenden Innengehäuses zumindest ein in das Innere des Innengehäuses verlaufende Leitung mit Flüssigkeit abgebenden Auslässen ausgeht, wobei vorzugsweise die Auslässe selbst in weitere zum Bodenbereich des Innengehäuses sich erstreckende Leitungen überge hen. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Elektrolyt im erforderlichen Umfang in den Bereich zwischen den Platten und in gewünschter Konzentration gelangt.It is also proposed that from the side wall opening of a battery plate surrounding inner housing at least one running into the interior of the inner housing Line with liquid-dispensing outlets, preferably the outlets even in other lines extending to the bottom area of the inner housing hen. This ensures that the electrolyte is within the required range between the plates and in the desired concentration.
In besonders hervorzuhebender Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leitung bzw. Leitungen innerhalb von zwischen den Platten der Batterie vorhandenen Trennvliesen verlaufen.In a particularly noteworthy development of the invention it is provided that the line or lines within separating fleece present between the plates of the battery run.
Nach einer Weiterbildung können die Seitenwandung bzw. Seitenwandungen des Innengehäu ses in etwa äquidistant zur Innenseitenwandfläche bzw. -seitenwandflächen des äußeren Gehäuses verlaufen, wodurch im erforderlichen Umfang die gewünschte Durchmischung sichergestellt ist.According to a further development, the side wall or side walls of the inner housing ses approximately equidistant to the inner side wall surface or side wall surfaces of the outer Housing run, whereby the required mixing to the required extent is ensured.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention result not only from the Claims, the features to be extracted from these - individually and / or in combination -, but also from the following description of the drawing preferred embodiments.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Batterie im Schnitt, Fig. 1 is a schematic representation of a battery in section,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Batterie im Schnitt und Fig. 2 shows another embodiment of a battery in section and
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Flüssigkeitsbewegung eines beschleunigten Batteriege häuses. Fig. 3 shows a schematic diagram of a liquid movement of an accelerated battery housing.
Anhand der nachstehend zu beschreibenden Figuren werden Anordnungen zum Durchmischen von Elektrolyten beschrieben, um zum Beispiel Sedimentationen zu vermeiden oder das Ent stehen unterschiedlicher Konzentrationen in dem Elektrolyten selbst zu unterbinden.The figures to be described below provide arrangements for mixing of electrolytes, for example to avoid sedimentation or the ent are different concentrations in the electrolyte itself.
In Fig. 1 und 2 weisen Batterien 10, 12 jeweils ein äußeres Gehäuse 14 auf, welches durch eine Trennwand 16 in zwei Bereiche 18, 20 bzw. 22 unterteilt ist. In jedem dieser Bereiche 18, 20, 22 sind in gewohnter Weise Platten 24, 26, 28 zu Batteriezellen verschaltet, um die gewünschte Spannung zu liefern. Insoweit wird jedoch auf übliche Techniken verwiesen.In Figs. 1 and 2, batteries 10, 12 each of an outer housing 14 which is divided by a partition 16 into two sections 18, 20 and 22 respectively. In each of these areas 18 , 20 , 22 , plates 24 , 26 , 28 are connected to battery cells in the usual way in order to deliver the desired voltage. In this regard, however, reference is made to conventional techniques.
Abweichend von bekannten Konstruktionen sind die Batterieplatten 24, 26 bzw. die einzelnen Zellen jeweils von einem Innengehäuse 28, 30 umgeben, welches beabstandet zur Innenwan dung des Außengehäuses 14 sowie der Trennwand 16 verläuft. Das Innengehäuse 28, 30 weist eine Bodenwandung 32, 34 mit Durchbrechungen 36, 38 auf. Die zu der Trennwand 16 parallel verlaufende Seitenwandung 40, 42 weist ihrerseits beabstandet zur Flüssigkeits oberfläche 44, 46 bei ruhender Batterie 10, 12 eine weitere Durchbrechung 48, 50 auf.Deviating from known constructions, the battery plates 24 , 26 and the individual cells are each surrounded by an inner housing 28 , 30 , which extends at a distance from the inner wall of the outer housing 14 and the partition 16 . The inner housing 28 , 30 has a bottom wall 32 , 34 with openings 36 , 38 . The side wall 40 , 42 running parallel to the partition 16 in turn has a further opening 48 , 50 at a distance from the liquid surface 44 , 46 when the battery 10 , 12 is at rest.
Das Innengehäuse 28, 30 ist oberseitig von einer Deckenwandung 52, 54 abgedeckt, die ihrerseits vorzugsweise in einer Senke 56, 58 eine Öffnung 60, 62 aufweist. Mit anderen Worten kann die Deckenwandung 52, 54 zur Senke 56, 58 geneigt ausgebildet sein, so daß Flüssigkeit entlang der Außenseite der Deckenwandung 52, 54 zur Öffnung 60, 62 und somit in das Innere des Innengehäuses 28, 30 strömen. Die Öffnung 60, 62 verläuft dabei oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 44, 46. The inner housing 28 , 30 is covered on the upper side by a ceiling wall 52 , 54 , which in turn preferably has an opening 60 , 62 in a depression 56 , 58 . In other words, the top wall 52 , 54 can be designed inclined to the depression 56 , 58 so that liquid flows along the outside of the top wall 52 , 54 to the opening 60 , 62 and thus into the interior of the inner housing 28 , 30 . The opening 60 , 62 runs above the liquid level 44 , 46 .
Die Deckenwandung 52, 54 ist von einem umlaufenden Rand 64, 66 umgeben, so daß sich eine tellerförmige Aufnahme für Flüssigkeit oberhalb der Deckenwandung 52, 54 ergibt. Der umlaufende Rand 64, 66, der nach innen, also in Richtung der Senke 56, 58 abgewinkelt sein kann (Bezugszeichen 68, 70), ist eine Verlängerung der Seitenwandungen des Innengehäuses 28, 30.The top wall 52 , 54 is surrounded by a peripheral edge 64 , 66 , so that there is a plate-shaped receptacle for liquid above the top wall 52 , 54 . The peripheral edge 64 , 66 , which can be angled inwards, that is in the direction of the depression 56 , 58 (reference numerals 68 , 70 ), is an extension of the side walls of the inner housing 28 , 30 .
Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Lehre auch mit einer planen Deckenwandung mit Öffnung realisierbar, wobei die Deckenwandung im Bereich der Öffnung eine umlaufende Erhebung haben sollte, so daß eine Flüssigkeitssammelaufnahme vorhanden ist.Of course, the teaching according to the invention is also available with a flat ceiling wall Opening feasible, with the ceiling wall surrounding the opening Elevation should have, so that a liquid collection is available.
Wird die Batterie, also das Gehäuse 10, 12 in eine Richtung beschleunigt, so strömt Flüssig keit über den Zwischenraum zwischen Innengehäuse 28, 30 und Außengehäuse 14 in den Bereich oberhalb der Deckenwandung 52, 54 des Innengehäuses 28, 30 mit der Folge, daß die Flüssigkeit über die Öffnung 60, 62 ins Innere strömen kann (siehe Pfeil), wodurch die gewünschte Vermischung erfolgt. Zusätzlich kann in der Trennwand 16 eine Energiequelle eingebaut sein, wodurch wiederum durch Konvektionen ein thermisches Durchmischen dahingehend erfolgt, als daß vom Bodenbereich zwischen dem Innengehäuse 28, 30 und dem Außengehäuse 14 Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen der Trennwand 16 und der angrenzenden Seitenwandung 40, 42 des Innengehäuses 28, 30 zur Öffnung 48, 50 strömt und in das Innere des Innengehäuses 28, 30 gelangt.If the battery, i.e. the housing 10 , 12 is accelerated in one direction, then liquid flows through the space between the inner housing 28 , 30 and the outer housing 14 in the area above the top wall 52 , 54 of the inner housing 28 , 30 with the result that the Liquid can flow into the interior via the opening 60 , 62 (see arrow), as a result of which the desired mixing takes place. In addition, an energy source can be installed in the partition wall 16 , which in turn causes thermal mixing by convection to the effect that liquid flows from the bottom region between the inner housing 28 , 30 and the outer housing 14 into the space between the partition wall 16 and the adjacent side wall 40 , 42 of the inner housing 28 , 30 flows to the opening 48 , 50 and enters the interior of the inner housing 28 , 30 .
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 geht von der Seitenwandöffnung 48 eine horizontal verlaufende Leitung 72 aus, die im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Platten einer Batteriezelle verläuft, vorzugsweise in einem Trennvlies 74, der den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Batteriezellenplatten ausfüllt. Von der horizontalen Leitung 72 gehen vertikal in Richtung des Bodens der Zelle 72 sich erstreckende Leitungen 76, 78 mit Durch brechungen 80 aus, über die der Elektrolyt in das Trennvlies 74 und damit in den Bereich zwischen den Platten gelangt. According to the exemplary embodiment in FIG. 2, a horizontally running line 72 extends from the side wall opening 48 and runs in the intermediate space between two adjacent plates of a battery cell, preferably in a separating fleece 74 which fills the intermediate space between two adjacent battery cell plates. From the horizontal line 72 extend vertically in the direction of the bottom of the cell 72 extending lines 76 , 78 with openings 80 through which the electrolyte enters the separating fleece 74 and thus into the area between the plates.
Anhand der Fig. 3 soll noch einmal verdeutlicht werden, daß sich bei Beschleunigung des äußeren Gehäuses der erfindungsgemäßen Anordnung der Flüssigkeitsspiegel zur Horizonta len geneigt einstellt mit der Folge, daß Flüssigkeit über die Öffnung in der Deckenwandung in das Innengehäuse gelangt. Hierdurch ist das gewünschte mechanische Durchmischen möglich.On the basis of Fig. 3 should be made clear once more that with the acceleration of the outer housing of the assembly, the liquid level to Horizonta invention len inclined sets with the result that liquid passes through the opening in the top wall into the inner housing. This enables the desired mechanical mixing.
Auch sei auf folgende Vorteile verwiesen.Please also refer to the following advantages.
Sofern sich ein vergrößertes Säurereservoir im Bodenbereich einer Batterie ansammelt, zum Beispiel nach längerer Entladung der Batterie (u. a. Selbstentladung bei längeren Standzei ten), kann durch erneute Durchmischung die Leistungsfähigkeit der Batterie kurzfristig erheblich erhöht werden.If an enlarged acid reservoir accumulates in the bottom area of a battery, to Example after the battery has been discharged for a long time ten), the performance of the battery can be increased in the short term by re-mixing be significantly increased.
Bei Vorhandensein von Vliesen oder Schwämmen in einer Batterie (sogenannte Vliesbatterie der neuen Generation) kann eine Ausbildung derart erfolgen, daß durch Einsatz von Vliesen oder Schwämmen mit unterschiedlicher Kappilarwirkung auch im Durchmischungsbereich sowohl die gewünschte Auslaufsicherheit gewährleistet ist, als auch eine - wenn auch ver zögerte - Durchmischung erreichbar ist.If there are fleeces or sponges in a battery (so-called fleece battery the new generation), training can take place in such a way that by using nonwovens or sponges with different capillary effects also in the mixing area both the desired leakage security is guaranteed, as well as a - albeit ver hesitated - mixing is achievable.
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- 1997-05-28 DE DE1997158412 patent/DE19758412A1/en not_active Withdrawn
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