DE2326014A1

DE2326014A1 - BATTERY PLATE FRAME FOR MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2326014A1
Application number: DE2326014A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung HOIm 39 00 Antrag
Original assignee: Alfa Romeo SpA
Current assignee: Alfa Romeo SpA
Priority date: 1972-05-31
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-20
Also published as: IT956100B

Description

BATTERIEPLATTENRAEb1EN FUER KRAFTFAIIRZEUGE. BATTERY PLATE DRAWINGS FOR POWER UNITS.

Es ist bekannt,.daß die in Kraftfahrzeugen benutzten Batterien in der Lage sein müssen, über eine gewisse Leistungsreserve(in Ampierstunden ausgedrUckt) zu verfügen und außerdem auch fflr kurze Zeit Ströme hoher Stärke zu liefern, die zum Anlassen der Wärmekraftmaschine erforderlich ist. It is known that the batteries used in motor vehicles in must be able to have a certain power reserve (expressed in ampere hours) and also to supply high-strength currents for a short time is required to start the heat engine.

Diese letztgenannte Notwendigkeit verlangt von den Herstellern den Entwurf und die Zurver£Ugungstellung von Batterieelementen (z.B. sechs Elemente fllr 12V-Batterien), die einen geringstmöglichen inneren Widerstand haben, um bei den verfUgbaren Spannungsunterschieden die größtmöglichen Ströme zu liefern. This latter need demands from manufacturers Design and provision of battery elements (e.g. six elements fllr 12 V batteries) that have the lowest possible internal resistance to with to deliver the greatest possible currents for the available voltage differences.

Es sind auch die Stromkreisverbesserungen bekannt, die man in letzter Zeit dan-e der Verwendung von Gehäusen aus Polystyrol und aus Polypropylen anstelle von Ebanit erzielen konnte, das bis vor kurzer Zeit fast allgemein verwendet wurde. Also known are the circuit improvements that were made in the last Time to use polystyrene and polypropylene housings instead from Ebanit, which was used almost universally until recently.

Die Einführung solcher Gehäuse, die im Vergleich zu Ebanit leichter und daher an und fUr sich in Bezug auf eine Verringerung des Batteriegewichtes vorteilhaft sind, hat es gestattet, die elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen zu verkürzen, weil es möglich ist, unmittelbare Durchgänge in den Trennwänden dieser Elemente anzuwenden und damit vorteilhafterweise den gesamten elektrischen Widerstand zu verkleinern und das Batteriegewicht weiterhin zu verringern. The introduction of such housing, which compared to Ebanit lighter and therefore advantageous in and of itself in terms of reducing the weight of the battery are allowed to make the electrical connections between the various Shorten elements because it is possible to create direct passages in the partition walls apply these elements and thus advantageously the entire electrical Decrease resistance and continue to decrease battery weight.

Man hat versucht, den inneren .fiderstand jedes Elementes zu verkleinern, indem man die sich gegenllberliegenden Oberflächen der positiven und negativen Platten soweit als möglich ausgedehnt und außerdem die Platten selbst in geringerem Abstand zueinander angeordnet hat und indem man zwischen ihnen poröse Trennwände mit 'kleinster Dicke eingesetzt hat. Attempts have been made to reduce the internal resistance of each element, by looking at the opposing surfaces of the positive and negative plates As far as possible extended and also the plates themselves at a smaller distance has arranged to each other and by having porous partitions between them with 'smallest Thickness has set in.

Dank dieser Maßnahmen hat ma, soweit es mit der mebhanischen Widerstandsfähigkeit vereinbar ist, Platten mit einer Dicke von etwa 1 mm geschaffen und höhere Werte fllr schnelle Stromabgabe im Verhältnis zur Kapazität und zum Gesamtgewicht einer Batterie erzielt. Thanks to these measures, as far as the mebhanic resistance is concerned it is compatible to create panels with a thickness of about 1 mm and higher values For fast power delivery in relation to the capacity and total weight of a Battery scored.

Weitere Verbesserungen, soweit es die Leistung einer Batterie und vor allem die Fähigkeit der Abgabe starker Ströme betrifft, können mit einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Stromabgabe der einzelnen die Platten bildenden Zellen erzielt werden, so daß eine übermäßige Stromabgabekonzentration auf einige von ihnen vermieden wird, die ftlr eine gute Wirkungsweise der Batterie auch im Hinblick auf die Möglichkeit nachteilig ist, daß bei der Entladung der Zellen Gasblasen im Elektrolyt entstehen, wodurch sich der Gesamtwiderstand erhöht Aufgabe der Erfindung ist es, eine Batterie mit einem besonders kleben inneren Widerstand und einem möglichst konstanten Stromfeld zwischen den Platten zu schaffen. Further improvements as far as the performance of a battery and especially the ability to deliver strong currents is concerned, can with one possible uniform distribution of the current output of the individual cells forming the plates can be achieved so that an excessive current output concentration on some of them are avoided, which is for good battery operation as well in view of the possibility is disadvantageous that when the cells are discharged Gas bubbles arise in the electrolyte, which increases the overall resistance of the task The invention is to glue a battery with a particularly internal resistance and to create as constant a current field as possible between the plates.

Diese Auf gabe wird nach der Erfindung mit einer Batterie gelöst, in der die Plattenrahmen mit Klemmen versehen sind, die in einer glinstigen Lage an den Platten und vor allem in Bezug auf die Klemmen der Platten entgegengesetzter Polarität angeordnet sind; infolgedessen sind ~IieStromverbindungen zwischen den Platten gleicher Polarität eines jeden Elementes und zwischen der Gesamtheit der Platte entgegengesetzter Polarität der benacllbarten Elemente in anderer Weise als bisher allgemein 0üblich angeordnet. This task is solved according to the invention with a battery, in which the plate frames are provided with clamps that are in a favorable position opposed to the panels and especially in relation to the clamps of the panels Polarity are arranged; consequently, they are power connections between the Plates of the same polarity of each element and between the whole of the Plate of opposite polarity of the neighboring elements in a different way than so far generally 0 customary arranged.

Insbesondere sind die Platten gleicher Polarität eines jeden Batterieelementes mit auf einer Seite des betreffenden Rahmens angeordneten Klemmen versehen und die Platten entgegengesetzter Polarität sind mit Klemmen ausgerüstet, die auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens angeordnet sind. In particular, the plates of each battery element are of the same polarity provided with arranged on one side of the frame in question and the Plates of opposite polarity are equipped with clamps on the opposite one Side of the frame are arranged.

Die vorgenannte Anordnung, die den Verlauf und die Leitfähigkeit der Verbindungen (die aus den Sammelelementen der Rahmen bestehen) zwischen den Zellen und den Klemmen der Platten verbessert, gewährleistet eine bemerkenswert ausgeglichene Verteilung der Widerstandswerte dieser Verbindungen und ermöglicht die Schaffung von Platten mit einem niedrigeren inneren ?#iderstand. The aforementioned arrangement, the course and the conductivity the connections (which consist of the collective elements of the frames) between the Improved cells and clamps of the plates, ensures a remarkable balanced distribution of the resistance values of these connections and enables the creation of panels with a lower internal resistance.

Da die Stromabgabe der einzelnen Zellen gleichförmiger und ausgeglichener und die von diesen Zellen gelieferte Stromstärke höher ist, können Batterieelemente mit höherer Stromabgabe geschaffen werden, als die bisher bekannten fähig sind. Because the current output of the individual cells is more uniform and balanced and the current supplied by these cells is higher, battery elements can can be created with a higher power output than the previously known are capable.

Es ist weiter möglich, die für das Anfahren erforderliche starke Stromabgabe unter weiterer Begrenzung des inneren Spannungsabfalles zu erzielen, demzufolge der Anlaßmotor ein größeres Anzugsmoment zur Ueberwindung der Haftreibung der Kolben entwickeln kann und dies insbesondere beim Anfahren bei niedrigen Umgebungstemperaturen. It is also possible to use the strong required for starting To achieve current output while further limiting the internal voltage drop, consequently the starter motor has a greater torque to overcome the static friction the piston can develop, especially when starting at low ambient temperatures.

In jedem Batterieelement werden die klemmen der vorgenannten Platten wie Ublich mittels normaler BrUcken untereinander verbunden, während die Plattengruppen mit entgegengesetzter Polarität der benachbarten Elemente der Batterie mittels an diesen Brücken angelöteten Verbindungen miteinander verbunden werden. The terminals of the aforementioned plates are located in each battery element as usual connected to one another by means of normal bridges, while the plate groups with opposite polarity of the neighboring elements of the battery by means of These bridges soldered connections are connected to each other.

So ausgebildete Batterien sind heute durch den Gebrauch von Polypropylen- bzw. Polystyrolgehäusen möglich, die es gestatten, die Lötung zwischen den, sich in der Nähe der Bodenwand der Batterie befindlichen Brllcken und den diesbezüglichen Verbindungen vorzunehmen, weil es möglich ist, in einer Wand die zur Lötarbeit erforderlichen Löcher anzubringen und diese dann wieder derart zu schließen, daß eine perfekte Abdichtung gewährleistet ist. Batteries designed in this way are today due to the use of polypropylene or polystyrene housings possible, which allow the soldering between the, themselves the bridges near the bottom wall of the battery and their associated bridges To make connections because it is possible to do the soldering work in a wall To make holes and then to close them again so that a perfect Sealing is guaranteed.

In den Zeichnungen sind einige bevorzugte AusfUhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In the drawings are some preferred embodiments of the Invention shown.

In Fig.1 sind schematisch zwei nach der Erfindung ausgebildete Batterieplattenrahmen dargestellt; Fig.2 zeigt eine bauliche Abart der Rahmen nach Fig.1; Fig.3 veranschaulicht eine weitere verbesserte Ausführung dieser Rahmen; Fig.4 zeigt eine Batterie, die mit Platten nach der Erfindung ausgerüstet ist; und Fig.5 ist eine Schnittansicht längs der Linie V-V der Fig.4.In Figure 1, two battery plate frames designed according to the invention are schematically shown shown; FIG. 2 shows a structural variant of the frame according to FIG. 1; Figure 3 illustrates a further improved embodiment of these frames; Fig.4 shows a battery equipped with plates according to the invention; and Fig.5 is a sectional view along the line V-V of FIG.

In Fig.1 ist generell mit 10 der Rahmen einer Platte bezeichnet, die die positive Elektrode eines Plattenpaares eines Batterieelementes bildet und mit 11 ist der Rahmen der Platte bezeichnet, die die negative Elektrode bildet: jeder Rahmen ist wie üblich aus einer Vielzahl mn sich senkrecht und waagrecht kreuzenden Sammelelementen hergestellt, wobei mit 12 und 14 die Sammeleiemente des Rahmens 10 und mit 13 und 15 die Sammelelemente des Rahmens 11 bezeichnet sind. Mit 16 und 17 sind die Sammelelemente der Umrahmung ftlr die positive bzw. die negative Platte bezeichnet. In Fig. 1, the frame of a plate is generally designated by 10, which forms the positive electrode of a pair of plates of a battery element and 11 denotes the frame of the plate which forms the negative electrode: As usual, each frame is made up of a multitude of vertically and horizontally crossing each other Collecting elements produced, with 12 and 14 the collecting elements of the frame 10 and with 13 and 15 the collecting elements of the frame 11 are designated. At 16 and 17 are the collecting elements of the frame for the positive and negative plates designated.

Die aktive Masse der positiven Platte füllt die Maschen des Rahmens 10 ( mit 20 angegeben), die der negativen Platte fllllt die Maschen des Rahmens 11 (mit 21 angegeben). The active mass of the positive plate fills the mesh of the frame 10 (indicated by 20), which the negative plate fills the mesh of the frame 11 (indicated as 21).

Mit 18 ist der die Klemme der positiven Platte bildende Flügel bezeichnet, welche Klemme Uber eine normale Brücke mit den anderen Klemmen der positiven Platten eines Batterieelementes verbunden wird. Mit 19 ist weiter der die Klemme der negativen Platte bildende Flügel bezeichnet, welche Klemme ebenfalls Aber eine Brücke mit den anderen Klemmen der negativen Platten des gleichen Batterielementes verbunden wird. The wing forming the clamp of the positive plate is denoted by 18, which terminal U through a normal bridge with the other terminals of the positive plates a battery element is connected. At 19 he is still the terminal of the negative Plate-forming wing designates, which terminal also but a bridge with connected to the other terminals of the negative plates of the same battery element will.

Die Klemmen 18 und 19 befinden sich jeweils auf der oberen Seite der positiven Platte bzw. auf der unteren Seite der negativen Platte, im Gegensatz zu der Ublichen Anordnung bei Batterieplatten entgegengesetzter Polung, deren beide Klemmen sich auf der oberen Seite der Platten befinden. Terminals 18 and 19 are each on the top the positive plate or on the lower side of the negative plate, in contrast to the usual arrangement Battery plates opposite Polarity, the two terminals of which are on the upper side of the plates.

Die nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag hergestellten Batterieplatten haben den Vorteil, die Stromverteilung auf den Platten zu verbessern, da gegenüber der herkömmlichen Lösung die Beiträge der einzelnen Zellen an der Stromabgabe eines Plattenpaares viel besser ausgeglichen sind.. Tatsächlich haben die Verbindungen zwischen den einzelnen Zellen und den Klemmen der Platten, die wie gesagt aus den Sammelelementen der Rahmen bestehen, ungefähr die gleiche Größe fllr alle Zellen und im Vergleich zu den bekannten Platten sind die Widerstandswerte beim Stromdurchgang, bei gleichen Gestellabmessungen, sehr viel weniger verschieden voneinander. The battery plates produced according to the proposal according to the invention have the advantage of improving the power distribution on the plates, as compared to the conventional solution, the contributions of the individual cells to the current output of a Pairs of plates are much better balanced. In fact, the connections have between the individual cells and the clamps of the plates, which, as I said, consist of the Collecting elements of the frames are made about the same size for all cells and compared to the known plates, the resistance values for the passage of current are with the same frame dimensions, much less different from each other.

Die Pole 18 und 19 könnten gegenllber der Mittellinie der Platten verschoben sein, unter Wahrung der Anordnung auf den gegenllberliegenden Seiten der Platte, ohne den genannten Vorteil wesentlich zu beeinträchtigen. Poles 18 and 19 could be opposite the center line of the plates be moved while maintaining the arrangement on the opposite pages the plate without significantly impairing the mentioned advantage.

Die in Fig.2 dargestellten Rahmen fllr Batterieplatten beruhen auf den gleichen Konstruktionsprinzipien wie die vorhergehenden.Zusätzlich sind sie mit einem besonderen, verstärkten senkrechten Sammelelement versehen, das den, in nersten Zellen der Platten benachbart ist. The frame for battery plates shown in Fig.2 are based on the same construction principles as the previous ones, in addition they are equipped with a special, reinforced vertical collecting element that supports the, in is adjacent to the first cells of the plates.

Diese besonderen, mit 22 für die positive Platte und mit 23 für die negative Platte bezeichneten Sammelelemente haben veränderlichen Querschnitt und besitzen insbesondere in der Nähe der Klemmen der Satten einen größeren Querschnitt als die anderen senkrechten Sammelelemente des Rahmens. This particular one, with 22 for the positive plate and with 23 for the negative plate designated collecting elements have variable cross-section and have a larger cross-section, especially in the vicinity of the clamps of the saddles than the other vertical collecting elements of the frame.

Mit dermaßen ausgebildeten Rahmen ist die Möglichkeit einer verschiedenen Stromabgabe der einzelnen Zellen weiterhin verringert, weil der Wiederstandsunterschied der Verbindungen zwischen Zellen und Klemmen der Platten noch geringer ist, da der Widerstand beim Stromdurchgang durch die inneren Zellen, die unter ungtinstigeren Bedingungen stehen, weil sie entfernter von den Sammelelementen 16, 17 der Umrahmung liegen und weil man in der mittleren Zone der Platten eine Stromkonzentration durch die Beiträge der benachbarten Zellen hat, merklich herabgesetzt ist. With the frame designed in this way, there is a possibility of a different one Current output of the individual cells continues to decrease because of the difference in resistance the connections between cells and clamps of the plates is even lower, since the Resistance to the passage of current through the inner cells, which are less favorable Conditions are because they are further away from the collecting elements 16, 17 of the frame lie and because in the middle zone of the plates there is a concentration of current the contributions of the neighboring cells is noticeably reduced.

Die beiden besonderen Sammelelemente 22 bzw. 23 der Rahmen 10 bzw. 11 haben veränderliche Querschnitte und zwar nimmt ihr Querschnitt gegen die Klemmen der Platten in Uebereinstimmung mit dem Stromverlauf zu, der gegen die Klemmen selbst infolge der Summierung der Beiträge der benachbarten Zellen zuninui#t. Auf diese Weise wird der Gesam-#widerstand der beiden Platten verringert, ohne diese EbermEßig zu beschweren. The two special collecting elements 22 and 23 of the frame 10 and 11 have variable cross-sections and that their cross-section increases against the clamps of the plates in accordance with the course of the current flowing against the terminals themselves as a result of the summation of the contributions of the neighboring cells; To this In this way, the total resistance of the two plates is reduced without being excessive to complain.

In Fig.3 sind die gleichen Bezugsziffern ftlr diejenigen Teile benutzt, die denjenigen der vorhergehenden Figuren entsprechen. In Fig. 3 the same reference numerals are used for those parts which correspond to those of the previous figures.

Die Sammelelemente 24 und 25 der Umrahmung der beiden Platten weisen je einen Zweig 124 bzw. 125 auf, der unmittelbar mit den Klemmen 18 bzw. 19 verbunden ist, an den Enden verjüngt ist und den größten Querschnitt in der Nähe der Klemme besitzt, wo der Strom als Summe der Beiträge der einzelnen Zellen die größte Stärke annimmt. The collecting elements 24 and 25 have the frame of the two plates each has a branch 124 or 125, which is directly connected to the terminals 18 and 19, respectively is tapered at the ends and has the largest cross-section near the clamp possesses where the current as the sum of the contributions of the individual cells has the greatest strength accepts.

Andere Zweige der Sammelelemente der Umrahmung der Rahmen könnten entsprechend dem Verlauf des von den Zellen abgegebenen Stromes in den'Platten geformt werden, wobei jedoch verschiedenen und manchmal sich widersprechenden Erfordernissen Rechnung zu tragen ist. In Anbetracht dessen sind die vorgeschlagenen Rahmen mit der Absicht entwickelt wqrden, die Stromabgabe der einzelnen Zellen möglichst gleichförmig zu gestalten und den Gesamtwiderstand der Platten zu verringern, ohne die Rahmen übermäßig zu beschweren und ohne die Herstellung zu kostspielig zu machen. Other branches of the collecting elements of the framing of the frame could according to the course of the released by the cells Current in the 'plates, but different and sometimes contradicting one another Requirements must be taken into account. In light of this, these are the suggested The framework was developed with the intention of reducing the current output of the individual cells as much as possible uniform and reduce the overall drag of the panels without excessively weighting the frames and without making them too expensive to manufacture.

In Fig.4 ist eine generell mit 27 bezeichnete Batterie in Außenanxcht dargestellt. Ihre beispielsweise sechs Elemente, wenn es sich um eine 12V"3atterie handelt, sind mit Platten versehen, die nach einer der vorbeschriebenen Arten hergestellt sind; die Verbindungen zwischen den Platten einesjeden Elementes und denen der benachbarten Elemente sind schematisch in Fig.5 dargestellt. In FIG. 4, a battery, generally designated 27, is in external position shown. For example your six elements if it is a 12V "3 battery are provided with plates that are manufactured according to one of the types described above are; the connections between the panels of each element and those of the neighboring ones Elements are shown schematically in Fig.5.

Mit 28 ist das Batteriegehäuse (aus Kunststoff), mit 29 sein Deckel und mit 30 die Wände bezeichnet, die die einzelnen Elemente 31 dichtend trennen, in denen die Plattengruppen im Elektrolyt eingetaucht sind. At 28 is the battery housing (made of plastic), at 29 its cover and with 30 denotes the walls that separate the individual elements 31 in a sealing manner, in which the plate groups are immersed in the electrolyte.

Zwischen den benachbarten positiven und negativen Platten jedes Elementes (die positiven Platten sind mit 10, die negativen Platten mit 11 bezeichnet und für alle diesbezüglichen Elemente wurde die vorgehende Numerierung benutzt) sind Trennwände 34 aus geeignetem porosen t#1aterial angeordnet. Between the adjacent positive and negative plates of each element (the positive plates are labeled 10, the negative plates 11 and the previous numbering was used for all related elements) Partition walls 34 made of suitable porous material are arranged.

Mit #2 und 33 sind die 3rücken bezeichnet, die in Eblicher Weise die Klemmen der positiven Platten bzw. die Klemmen der negativen Platten eines jeden tiementesuntereinander verbinden (in Parallelschaltung). With # 2 and 33 the 3 backs are designated, which in Eblicher way the clamps of the positive plates and the clamps of the negative plates of each Connect tiementes with each other (in parallel connection).

Die Brücke 33 des ersten Elementes bildet den negativen Pol 35 der Batterie. Die BrAcke 32 des ersten Elementes ist mit der Brücke 33 des zweiten Elementes über die Verbindung 36 verbunden. Die Brücke 32 des zweiten Elementes ist mit der Brücke 33 des dritten Elementes über die Verbindung 36 verbunden und so weiter für alle in Serie geschalteten Elemente. Die Brücke, die die Klemmen der positiven Platten des'letzten Elementes vereinigt, bildet den positiven Pol 37 der der Batterie. The bridge 33 of the first element forms the negative pole 35 of the Battery. The bridge 32 of the first element is with the bridge 33 of the second element connected via connection 36. The bridge 32 of the second element is with the Bridge 33 of the third element connected via connection 36 and so on for all elements connected in series. The bridge that holds the terminals of the positive plates The last element combined, forms the positive pole 37 of the battery.

Die positiven und negativen Plattengruppen eines jeden Elementes und die diesbezüglichen Trennwände sind auf den Halterungselementen 40 abgestützt und zu diesem Zweck sind die Platten mit Ansätzen versehen, die in der Figur mit 38 und 39 bezeichnet sind. The positive and negative plate groups of each element and the relevant partition walls are supported on the support elements 40 and for this purpose the plates are provided with lugs, which are shown in the figure with 38 and 39 are designated.

Da das Gehäuse der Batterie, wie gesagt, aus Kunststoff ausgeführt ist, ist es möglich, die Lötung zwischen den BrEkken 32 und 33 und den diesbezüglichen im unteren Teil der Batterie befindlichen Verbindungen 36 vorzunehmen, weil die Löcher, die zur Durchführung dieses Vorganges in der Bodenwand des Gehäuses angebracht werden müssen, anschließend wieder geschlossen werden können, so daß dank des besonderen für das Gehäuse verwendeten Materials eine perfekte Dichtigkeit garantiert ist. Since the housing of the battery, as I said, is made of plastic is, it is possible to solder between the bridges 32 and 33 and the related to make connections 36 located in the lower part of the battery because the Holes made in the bottom wall of the housing to carry out this operation must then be closed again, so that thanks to the special The material used for the housing guarantees perfect tightness.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Battery plate frame, consisting of a large number of intersecting vertical and horizontal collecting elements, which are used to hold the active mass the plates serve, from a frame collector and from one, with a branch one-piece wing of the frame collecting element, which forms the clamps of the plate, the terminals of the same polarity between the plates of each battery element and connected to the opposing terminals of the plates of the adjacent element are, the plates of the same polarity of an element are provided with terminals that are arranged on one side of the corresponding frame and the opposite polarity Plates are provided with clamps that are on the opposite side of the corresponding Frame are arranged.

2. Frame according to claim 1, characterized in that at least one of the vertical collecting elements partially has a larger cross-section than that has other collecting elements, the largest cross-section of this element located near the side of the frame on which the clamp of the plate is located is.

3. Frame according to claims 1 and 2, characterized in that the branch of the frame collecting element on which the clamp of the plate is located is, partially has a larger cross-section than the other branches, wherein the branch itself has a variable cross-section, which in the vicinity of the terminal the plate is the largest.

4. Frame according to claim 1, characterized in that the clamps of the panels are arranged according to the center line of the panels themselves.

5. Frame according to claim 2, 2, characterized in that the vertical Collecting element is located corresponding to the center line of the plate.

Blank page