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Bleiakkumulatoranordnung, insbes. für
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eih Elektrokraftfahrz-eiig Die Erfindung betrifft eine Bleiakkumulatoranordnung,
insbes.
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für ein Elektrokraftfahrzeug, mit mehreren, jeweils ein Zellengehäuse
mit Deckenöffnung aufweisenden Zellen, wobei die Zellengehäuse jeweils teilweise
mit einem Elektrolyten gefüllt sind und dadurch oberhalb des Elektrolytens einen
Gasraum aufweisen, dessen Volumen sich aus einem Elektrolytausgleichsvolumen und
einem Gassammelvolumen zusammensetzt. - Elektrolytausgleichsvolumen meint im Rahmen
der Erfindung dasjenige Volumen, welches durch die im Betrieb der Zelle auftretenden
Dichteschwankungen und Verluste des Elektrolyten gegeben ist und ggf. auch zu Null
werden kann. Gassammelvolumen meint im Rahmen der Erfindung, das
bei
verschwundenem Elektrolytausgleichsvolumen vorhandene Volumen des Gasraumes, welches
zur Sammlung des beim Aufladen durch Wasserzersetzung entstehenden Knallgases dient.
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Bei den aus der Praxis bekannten Bleiakkumulatoranordnungen der genannten
Gattung kann das im Zuge des Aufladens erzeugte Knallgas durch die Deckenöffnungen
aus den Gas räumen der Zellen entweichen. Sind dann in der Nähe der Bleiakkumulatoranordnung
elektrische Bauteile angeordnet, kann es bei einer Funkenbildung an einem dieser
Bauteile zu einer Knallgasexplosion kommen, die nach Art einer Kettenreaktion bis
in die Gas räume der Zellen durchschlägt, wobei die Zellengehäuse zerstört werden
können und damit die Bleiakkumulatoranordnung unbrauchbar wird. Besondere Bedeutung
besitzt dieses Problem bei aus einer Vielzahl von Zellen aufgebauten Bleiakkumulatoranordnung
für Elektrokraftfahrzeuge. Die Bleiakkumulatoranordnung ist hierbei aus manipulationstechnischen
Gründen regelmäßig in einem Trog zusammen mit weiteren Geräten wie Sicherungen,
Batterieschutzeinrichtungen, Zählgeräten u. dgl. untergebracht, wobei das beim Wiederaufladen
der Bleiakkumulatoranordnung entstehende Knallgas nach Sammlung in den Gas räumen
der Zellen durch die Deckenöffnungen abgezogen wird, wobei entweder der Trog von
einem Trogdeckel mit Abzugsstutzen abgedeckt ist oder alle Deckenöffnungen der Zellen
an Abzugsleitungen angeschlossen sind. Auch im letzten Fall, kann, wie die Praxis
gezeigt hat, verhindert werden, daß das gebildete Knallgas mit den im Trog befindlichen
elektrischen Geräten in Berührung kommt, welche schon aus Gewichtsgründen nicht
immer in explosionsgeschützter Ausführung erstellt werden können. Bei einer Knallgasexplosion
sind daher immer wieder kettenreaktionsähnliche Zerstörungen ganzer Zellenverbände
zu beobachten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie bei Bleiakkumulatoranordnungen
der eingangs genannten Gattung ein Durchschlagen von Knallgasexplosionen in die
Gas räume der Zellen verhindert werden kann.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Gasraum im Umfang des Gassammelvolumens
mit einer Füllung aus einem gegenüber dem Elektrolyten beständigen, geschlossene
Gasblasen aufweisenden Feststoffmaterial versehen ist. Hierdurch werden die Gasräume
in den Zellengehäusen soweit vermindert, daß zündfähige Knallgasvolumina in den
Zellen nur noch in geringen Mengen gebildet werden können. Jedenfalls sind bei außerhalb
der Bleiakkumulatoranordnungen auftretenden Knallgas explosionen Durchschläge in
die Zellen bzw. Zerstörungen der Zellengehäuse nicht mehr zu beobachten. Ist die
Bleiakkumulatoranordnung für ein Elektrokraftfahrzeug bestimmt und zu diesem Zweck
in einem Trog zusammen mit weiteren elektrischen Geräten untergebracht, kann auch
die Knallgasexplosionsgefahr außerhalb der Bleiakkumulatoranordnung vermindert bzw.
verhindert werden, indem die zwischen der Bleiakkumulatoranordnung und den elektrischen
Geräten befindlichen Leerräume ebenfalls mit dem genannten Feststoffmaterial gefüllt
werden. Selbstverständlich muß in allen Fällen die Anordnung so getroffen werden,
daß die Ableitung des gebildeten Knallgases noch möglich ist.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß
mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine Zerstörung der teuren Bleiakkumulatoranordnung
durch Knallgasexplosionen verhindert ist. Im Ergebnis besitzen erfindungsgemäße
Bleiakkumulatoranordnungen im Mittel eine erhöhte Lebensdauer.
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Da das eingesetzte Feststoffmaterial geschlossene Gasblasen aufweist,
braucht im Vergleich zu den bekannten Bleiakkumulatoranordnungen auch keine wesentliche
Erhöhung des Gewichtes in Kauf genommen zu werden.
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Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere
Möglichkeiten. So besteht nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform die Füllung
aus einer oberen, d. h. im Deckenbereich der Zellengehäuse angeordneten, ggf. versiegelten
Kunststoffausschäumung. Im Vergleich dazu weit vorteilhafter und von besonderer
Bedeutung ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform, welche dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Füllung aus einer Mehrzahl von auf den Elektrolyten aufschwimmenden
Einzelkörpern, insbes. in Form von Kunststoffhohlkugeln, besteht; besonders bewährt
haben sich Einzelkörper mit einem Durchmesser von 2 bis 20, insbesondere 10 bis
15 mm; hier werden neben den bereits beschriebenen Vorteilen folgende weitere Vorteile
erzielt; die Einzelkörper hindern die Bewegung des Elektrolyten, stellen also einen
Schwappschutz dar, welcher einen direkten Elektrolytaustritt aus den Zellengehäusen
verhindert und die Korrosionsgefahr in der Umgebung der Bleiakkumulatoranordnung
beseitigt; die Einzelkörper vermindern die Verdunstung des Elektrolyten, was zu
einer Vergrößerung der Wassernachfüllrhythmen von Akkumulatoren führt; bei der Gasung
mitgerissene Elektrolytteilchen werden an der großen Oberfläche der Einzelkörper
abgeschieden, so daß das austretende Gas trocken ist, die Korrosionsgefahr vermindert
und eine Geruchsbelästigung vermieden wird; bei Einsatz farbiger Einzelkörper und
transparenter Zellengehäuse wird die Elektrolytstandeskontrolle-vereinfacht; durch
die Einzelkörper wird die zu Kapazitätsverlusten führende Auskühlung des Elektrolyten
durch Wärmestrahlung erheblich verlangsamt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Bleiakkumulatoranordnung
für ein Elektrokraftfahrzeug. Die Bleiakkumulatoranordnung besteht aus mehreren
Zellen 1. Jede Zelle 1 besteht aus einem Zellengehäuse 2 mit Deckenöffnung 3, welches
teilweise mit einem Elektrolyten 4 gefüllt ist. Oberhalb des Elektrolyten 4 verbleibt
ein Gasraum 5, dessen Volumen sich aus einem Elektrolytausgleichsvolumen 6, welches
in der Figur lediglich angedeutet ist, und einem Gassammelvolumen 7 für das beim
Laden gebildete Knallgas zusammensetzt. In der Figur ist der Zustand dargestellt,
bei dem das Elektrolytausgleichsvolumen 6 Null ist und folglich der Gasraum 5 nur
noch das Gassammelvolumen 7 aufweist. Die weiteren üblichen Bauteile der Zellen
1 sind aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt.
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Der Gasraum 5 ist im Umfang des Gassammelvolumens 7 mit einer Füllung
8 aus einem gegenüber dem Elektrolyten 4 beständigen, geschlossene Gasblasen 9 aufweisenden
Feststoffmaterial versehen.
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Diese Füllung 8 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl
von auf dem Elektrolyten 4 aufschwimmenden Einzelkörpern 10 in Form von Kunststoffhohlkugeln
mit einem Durchmesser von 12 mm.