DE2407853A1 - Plastic cell accumulator for electric vehicle - has frame with grill for active material and wall with conductive coating - Google Patents

Plastic cell accumulator for electric vehicle - has frame with grill for active material and wall with conductive coating

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DE2407853A1 DE19742407853 DE2407853A DE2407853A1 DE 2407853 A1 DE2407853 A1 DE 2407853A1 DE 19742407853 DE19742407853 DE 19742407853 DE 2407853 A DE2407853 A DE 2407853A DE 2407853 A1 DE2407853 A1 DE 2407853A1
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Abstract

Materials and method of construction of an accumulator used on a traction vehicle or similar type of equipment. The cell is made up from a plastic frame with a grill filled with an active material such as lead dust, lead paste, nickel flakes etc, producing a positive and a negative plate. the two frames are separated by a plastic dividing wall which has sections coated with conducting material. The sides of the frames are sealed off by the dividing wall, while the conducting sections are embedded in the active material along narrow strips. The plastic frames of the two plates are held apart by a spacer frame fitted at the bottom and contains a corrugated separator.

Description

Bezeichnung: Akkumulatoren Die Stromversorgung für elektrische Fahrzeuge kann nicht immer über feste oder bewegliche Leitungen ermöglicht werden. Wo die eleKtrische Stromversorgung trotzdem verlangt wird, verwendet man Akkumulatoren als Energiespender Z. B. für Elektrokarren, Trieb-Wagen, elektrische Straßenfahrzeuge u.a..Name: Accumulators The power supply for electric vehicles cannot always be made possible by fixed or movable lines. Where the If an electrical power supply is still required, accumulators are used as an energy source e.g. for electric carts, motor coaches, electric road vehicles among others ..

Akkumulatoren nach der heutigen Bauweise sind betriebssicher, lassen sich mit großen Strömen belasten, und man darf ganz allgemein von einer wirtschaftlichen Energiequelle sprechen.Accumulators according to today's design are safe to operate to burden oneself with large currents, and one can generally speak of an economic one Talk energy source.

Nun gibt es mancherlei Möglichkeiten für den Aufbau von Akkumu= latoren. Bewährt hat sich bis heute folgender Aufbau: von außen, der Zellenkasten mit dem Kastendeckel und den Polköpfen ( plus bzw. minus ), von innen, der Zellenkasten mit zwei ineinanderge= schobenen Plattensätzen. Jeder Plattensatz besteht aus einer Anzahl von Platten. Der eine Satz aus positiven und der andere aus negativen Platten, die jeweils über Polbrücken parallel verbunden sind.Now there are various possibilities for the construction of accumulators. The following structure has proven itself to this day: from the outside, the cell box with the Box cover and the pole heads (plus or minus), from the inside, the cell box with two nested plate sets. Each plate set consists of one Number of plates. One set of positive plates and the other of negative plates, which are each connected in parallel via pole bridges.

Die positiven und negativen Platten wechseln inner= halb der Zelle ab, wobei sie sich nicht berühren dürfen. Um eine Berührung mit Sicherheit auszuschließen, schiebt man Trennmittel (Seperatoren) zwischen die Platten. The positive and negative plates alternate within the cell off, whereby they must not touch each other. In order to exclude contact with certainty, separating agents (separators) are pushed between the plates.

Für Akkumulatoren, gemäß der vorstehenden Beschreibung, benötigt man zum Auf- bzw. Zusammenbau eine ganze Reihe von Handarbeiten.For accumulators, as described above, you need A whole range of handicrafts to build or assemble.

In keiner Weise entspricht deshalb die heutige Fertigung der modernen Technik. Auch das umständliche Gießverfahren und das hierfür eingesetzte Material für die Plattengerüste (z. B. für Platten von Bleiakkumulatoren), das Einfüllen der aktiven Masse und viele andere Arbeitsgänge, darf man als wenig zweckmäßig bezeichnen.Therefore, today's production in no way corresponds to the modern one Technology. Also the cumbersome casting process and the material used for this for the plate framework (e.g. for Lead-acid battery plates), The filling of the active material and many other operations are not allowed as much designate appropriate.

In der Patentliteratur wurden diesbezüglich schon Verfahren genannt, die auf eine Verwendung von Kunststoffen hinweisen.In the patent literature, processes have already been mentioned in this regard, that indicate the use of plastics.

Z. B. wurde empfohlen, die metallischen Plattengerüste durch Kunststoffe zu ersetzen.For example, it was recommended that the metal plate frameworks be replaced by plastics to replace.

Nachteilig ist auch das Verfahren, die Plattensätze ineinander zu schieben. Durch diese Sache können sich mit der Zeit, bedingt durch Ladung und Entladung, Kurzschlüsse zwischen den positiven und negativen Platten bilden.Another disadvantage is the process of interlocking the plate sets push. Through this thing, over time, due to charging and discharging, Create short circuits between the positive and negative plates.

Vorstehende und andere Dinge führen zwangsläufig zu Uberlegungen, den Aufbau von Akkumulatoren zu verbessern, ihn einfacher und sicherer zu machen. Auch sollte die Verbesserung geringere Gewichte anstreben, und die Fertigung sollte ohne manuelle Arbeiten möglich sein.The above and other things inevitably lead to considerations, to improve the construction of accumulators, to make them simpler and safer. The improvement should also aim at lower weights, and the manufacturing should be possible without manual work.

Die Erfindung zeigt diese Verbesserung und gibt hierzu in jeder Beziehung neue Wege an.The invention shows and gives in all respects to this improvement new ways.

Die Erfindung betrifft das Material und den Aufbau von Akkumula= toren und besteht erfindungsgemäß darin, dap Kunststoffraster oder Raster aus anderem Material mit aktiver Masse,z.B. mit Bleistaub, Bleipaste, Nickelflocken u.a.#gefüllt und diese Raster erfindungsgemäß in Kunststoffrahmen gesetzt werden.The invention relates to the material and structure of accumulators and, according to the invention, consists in the plastic grid or grid from other Active mass material, e.g. filled with lead dust, lead paste, nickel flakes, etc. and these grids are set in plastic frames according to the invention.

Gemäß der Erfindung ist dann zwischen zwei Rahmen und ihren eingesetzten Rastern eine Kunststofftrennwand mit leitfähigen Teilen anzubringen derart, daß die Trennwand beide Rahmen gegenseitig abdichtet und die leitfähigen Teile erfindungsgemäß einen tiefen, engen Kontakt mit der aktiven Masse inr den Rastern erhalten.According to the invention is then inserted between two frames and their Grids to attach a plastic partition with conductive parts in such a way that the partition wall seals both frames from each other and the conductive parts according to the invention get a deep, close contact with the active mass in the grids.

Erfindungsgemäß werden nun die Teile (Rahmen- Trennwand- Rahmen) zu einer beliebigen Reihe zusammengesetzt, doch erfindungsgemäß durch Distanzrahmen auseinandergehalten. Jeder Distanzrahmen sorgt aber für ein Raumvolumen und zwar zwischen einem rechten bzw. linken Rahmen gelegen. In dieses Raumvolumen füllt man Säure, Large o.a., sodaß jetzt die komplette Einheit für einen funktionsfähigen Akkumulator gegeben ist.According to the invention, the parts (frame partition wall frame) are now too composed of any series, but according to the invention by Spacer frames kept apart. However, each spacer frame creates a volume of space namely located between a right and left frame. In this volume of space If you fill acid, large or similar, so that now the complete unit for a functional Accumulator is given.

Ein anderer Vorschlag der Erfindung betrifft eine Kunststoff-Kasette, wo die Mittelwand mit leitfähigen Metallen bestückt ist und wo man rechts und links in die Kassettenöffnungen, die mit aktiver Masse gefüllten Kunststoffraster einsetzt. Erfindung gemäß erfolgt dann der Zusammenbau wie vorstehend beschrieben.Another proposal of the invention relates to a plastic cassette, where the middle wall is equipped with conductive metals and where you can go right and left into the cassette openings, which insert the plastic grid filled with active material. According to the invention, the assembly is then carried out as described above.

Die Erfindung bringt auch in Vorschlag, die Kusnststoffraster mit porösen und für Flüssigkeiten durchlässigen Kunststoffplat ten abzudecken.The invention also proposes the plastic grid to cover porous and liquid permeable plastic plates.

Schlgtßlich sieht die Erfindung vor, daß mehrere in Reihe zusammengesetzte Einheiten mit Säure, Lauge o.a, über eine, alle Einheiten erfassende Einrichtung gefüllt werden kann.Finally, the invention provides that several connected in series Units with acid, lye or similar via a device that covers all units can be filled.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß Akkumulatoren um etwa 40 % leichter werden, daß die Fertigung voll maschinell ablaufen kann, die Innenwiderstände der ieiektrischen Teile sehr viel kleiner und die Herstellungskosten geringer werden.The advantages achieved by the invention can be seen in the fact that Accumulators are about 40% lighter, so that production is fully automated can, the internal resistance of the electrical parts is much smaller and the manufacturing costs decrease.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer, lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.In the following the invention is based on, only one embodiment Illustrative drawing explained.

Es zeigen: Figur 1) Die Teile für Akkumulatoren gemäß der Erfindung. #o zeigt Pos. (1) den Kunststoffrahmen und Pos. (4) den Kunsttoffraster mit eingefüllter aktiver Masse. Die Pos. (4) wird in die Pos. (1) gesetzt ; - eine positive bzw. negative Platte ist somit zur Funktion vorbereitet.The figures show: FIG. 1) The parts for accumulators according to the invention. #o shows pos. (1) the plastic frame and pos. (4) the plastic grid with the filled active mass. Item (4) is placed in item (1); - a positive or negative plate is thus prepared for function.

Die Pos. (5) zeigt einen Teilechfiitt des Distanzrahmens mit Pos. (7) als Wellscheider. Dieser Wellscheider (7) hat die Aufgabe, die positive bzw. negative Rasterplatte (4) auseinander zu halten.Pos. (5) shows a partial fit of the spacer frame with Pos. (7) as a Wellscheider. This well separator (7) has the task of the positive resp. to keep the negative grid plate (4) apart.

Pos. (6) stellt eine poröse Kunststoffplatte dar, die zur Abdeckung über die mit Masse gefüllten Raster gelegt und evtl.Pos. (6) represents a porous plastic plate that is used to cover placed over the grid filled with mass and possibly

mit dem Rahmenrand verschweißt werden kann.can be welded to the frame edge.

Die Pos. (8) zeigt eine Endplatte mit leitfähigen Metallen (3).Item (8) shows an end plate with conductive metals (3).

Diese leitfähigen Metalle (3) werden im oberen Teil durch die Endplatte (8) geführt und erhalten außen, hier als positiver Endpol, eine Metallkappe Pos. (9).These conductive metals (3) are in the upper part through the end plate (8) and have a metal cap Pos. (9).

Figur 2) Zeigt die Ansicht der Kunststofftrennwand (2). Man erkennt auch die leitfähigen Teile (3), die hier aus Metallstreifen bestehen, jedoch in der Formgebung ganz anders sein können.Figure 2) Shows the view of the plastic partition (2). One recognises also the conductive parts (3), which here consist of metal strips, but in the shape can be completely different.

Figur 3) Zeigt die Ansicht eines Kunststoffrahmen6 (1) mit eingesetzter Rasterplatte (4). Zu sehen ist ferner der kontaktgebende Metallstreifen (3) und die abdeckende, poröse Kunststoffplatte (6).Figure 3) shows the view of a plastic frame6 (1) with inserted Grid plate (4). The contact-making metal strip (3) and can also be seen the covering, porous plastic plate (6).

Figur 4) Zeigt eine erfindungsgemäß zusammengebaute Akkumulatoreneinheit im Schnitt. Man erkennt die Endplatte (8) mit dem anliegenden Rahmen (1) und der eingesetzten Rasterplatte (hier die positive Platte).FIG. 4) shows an accumulator unit assembled according to the invention on average. You can see the end plate (8) with the adjacent frame (1) and the inserted grid plate (here the positive plate).

Dann folgt der Distanzrahmen (5) mit Wellscheider (7) und schließlich wieder ein Kunststoffrahmen mit der eingesetzten Rasterplatte (hier die negative Platte). Den Abschluß bildet die Trennwand (2). Alle diese Teile werden an ihren Stoß -flächen geschweißt oder geklebt und bilden fortgesetzt eine Reihenschaltung von Akkumulatoren. - Man erkennt auch in der Figur (4) die allen Einheiten gemeinsame Fülleinrichtung (10) mit einem Kugelventil (11).Then follows the spacer frame (5) with corrugated separator (7) and finally again a plastic frame with the grid plate inserted (here the negative Plate). The partition (2) forms the end. All of these parts are attached to theirs Butt surfaces are welded or glued and continue to form a series connection of accumulators. - The figure (4) also shows the units common to all units Filling device (10) with a ball valve (11).

Figur 5) Zeigt das Schr. ttbild voll einer Kunststoffkassette.Figure 5) Shows the image full of a plastic cassette.

Man erkennt die rechts und links von der Mittelwand angebrachten leitfähigen Metalle (3). Wird eine solche Kassette mit den übrigen Teilen der Erfindung bestückt, dann entsteht das gleiche Bild gemäß Figur (4).You can see the conductive elements attached to the right and left of the central wall Metals (3). If such a cassette is equipped with the remaining parts of the invention, then the same picture is produced as shown in FIG. (4).

Figur 6) Zeigt schließlich die Reihenfolge von Akkumulatoreneinheiten für z. B. 2 Volt je Zelle. Es handelt sich hier um die Schaltbilddarstellung von Akkumulatoren gemäß der Erfindung.Figure 6) finally shows the sequence of accumulator units for z. B. 2 volts per cell. This is the circuit diagram of Accumulators according to the invention.

Claims (6)

Patentanspru~hePatent claims 1. Material und Aufbau von Akkumulatoren dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß in einem Kunststoffrahmen (1) ein mit aktiver Masse gefüllter Kunststoffraster (4) oder aus anderem Material bestehender Raster eingesetzt wird, so daß gemäß der Erfindung eine positive bezw.1. Material and structure of accumulators, characterized in that according to the invention in a plastic frame (1) a plastic grid filled with active material (4) or made of other material grid is used, so that according to the Invention a positive respectively. negative Kunststoff- Rasterplatte entsteht. negative plastic grid plate is created. 2.) Material und Aufbau von Akkumulatoren nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß zwischen zwei Kunststoffrahmen (1) mit ihren eingesetzten Rasterplatten (4) eine allseits abgedichtete Kunststofftrennwand (2) mit leitfähigen Metallen (3) gesetzt wird und wo die leitfähigen Metalle (3) einen tiefen, engen Kontakt mit der aktiven Masse in den Rastern (4) erhalten.2.) Material and structure of accumulators according to claim (1), characterized characterized in that according to the invention between two plastic frames (1) with their the grid plates used (4) a plastic partition (2) sealed on all sides with conductive metals (3) is set and where the conductive metals (3) one get deep, close contact with the active material in the grids (4). 3.) Material und Aufbau von Akkumulatoren nach Anspruch (1) und (2)dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß die Kunststoffrahmen (1) durch einen Distanzrahmen (5) auseinander gehalten werden, damit zwischen zwei Rahmen (1) ein Raumvolumen entsteht und dieses Raumvolumen mit Säure, Lauge oder anderen gefüllt werden kann.3.) Material and structure of accumulators according to claim (1) and (2) thereby characterized in that according to the invention the plastic frame (1) by a spacer frame (5) are kept apart so that there is a volume of space between two frames (1) arises and this volume of space can be filled with acid, lye or other. 4.) Material und Aufbau von Akkumulatoren nach Anspruch 1.) bis 3,),dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß Kunststoff- Rasterplatten (4) rechts und links in eine Kunststoffkassette (Figur 5) eingesetzt werden und wo die Mittelwand der Kassette mit leitfähigen Metallen (3) bestückt ist, damit zu den rechts bzw. links eingesetzten Rasterplatten (4) eine Kontaktverbindung über die leitfähigen Metalle (3) bestehen kann.4.) Material and structure of accumulators according to claim 1.) to 3,), characterized characterized in that according to the invention plastic grid plates (4) right and left in a plastic cassette (Figure 5) and where the middle wall of the Cassette is equipped with conductive metals (3) so that to the right or left used grid plates (4) a contact connection via the conductive metals (3) can exist. 5.) Material und Aufbau von Akkumulatoren nach Anspruch 1.) bis 4.)dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemä geine Kunststoff- Rasterplatte (4) eine poröse, für Flüssigkeiten über durchlässige Kunststoffplatte (6) gelegt wird, diese aber mit der Rasterplatte (4) bezw. auch mit dem Kunststoffrahmen (1) verschweißt wird.5.) Material and structure of accumulators according to claim 1.) to 4.) thereby characterized in that the plastic grid plate (4) according to the invention has a porous, for liquids over permeable plastic plate (6) laid is, but this with the grid plate (4) respectively. also with the plastic frame (1) is welded. 6.) Material und Aufbau von Akkumulatoren nach Anspruch 1.) bis ) dadurch gekannzeichnet, daß erfindungsgemüß eine Reihe von Zellen nach Figur (4) aufgebaut wird und alle diese Zellen über eine gemeinsame Einrichtung (10 und 11) gefüllt werden können.6.) Material and structure of accumulators according to claim 1.) to) characterized in that, according to the invention, a number of cells according to Figure (4) is established and all these cells via a common device (10 and 11) can be filled.
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