DE3300466C2

DE3300466C2 - Akkumulator mit flüssigem Elektrolyten, insbes. Bleiakkumulator

Info

Publication number: DE3300466C2
Application number: DE3300466A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: GES Gesellschaft fuer Elektrischen Strassenverkehr GmbH
Current assignee: GES Gesellschaft fuer Elektrischen Strassenverkehr GmbH
Priority date: 1983-01-08
Filing date: 1983-01-08
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE3300466A1

Abstract

Für einfache Entfernung von Restgas und gute Säuredurchmischung ist bei einem Akkumulator mit flüssigen Elektrolyten (9), insbes. einem Bleiakkumulator, im Elektrolyten (9) eine elastische Blase (2) mit pulsierend veränderbarem Volumen untergetaucht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Akkumulator mit flüssigem Elektrolyten, insbes. Bleiakkumulator, — mit einem geschlossenen oder zumindest zeitweise verschließbaren Akkumulatorgehäuse, in welchem eine Elektrolytumlaufabteilung und wenigstens eine elastische Blase mit zum Umwälzen des Elektrolyten veränderbarem Volumen vorgesehen sind.

Bei einem bekannten Akkumulator der genannten Art (DE-AS 10 71 173) ist die elastische Blase in der Elektrolytumlaufabteilung angeordnet, die durch eine gleichsam nur in einer Richtung für den Elektrolyten durchlässige Trennwand als Regelkammer ausgebildet ist. Im entladenen Zustand ist diese Regelkammer nur teilweise mit dem Elektrolyten gefüllt. Beim Laden wird nun der Elektrolyt durch die Trennwand in die Regelkammer verdrängt. Hat der Elektrolyt in der Regelkammer eine bestimmte Höhe erreicht, wird die zuvor rchlaff gehaltene Blase aufgeblasen, so daß der in der Regelkammer befindliche Elektrolyt angehoben und oben über die Trennwand in die Zellkammcr zurückläuft. Der durch den Überlauf des Elektrolyten bewirkte Durchmischungseffekt ist jedoch verhältnismäßig klein, weil er praktisch nur die oberste Elektrolytschicht erfaßt Die Blase funktioniert insoweit jedenfalls nur als Heber für die Elektrolytmenge, die allein durch den Ladevorgang in die Regelkammer gelangt ist Die anschließende Entleerung der Blase erzeugt nun in dem oberhalb des Elektrolyten befindlichen freien Akkumulatorgehäuseraum einen Unterdruck, der eine Plattenentgasung bewirken soll. Dieser Entgasungseffeki ist jedoch

ίο ebenfalls nur verhältnismäßig klein, weil dieser Unterdruckzustand nur im Zuge des Ladens und dann nur einige wenige Male erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie praktisch ohne konstruktiven Mehraufwand eine wesentliche Steigerung des Elektrolytdurchmischungs- und Plattenentgasungsgrades erreicht werden kana

Gemäß der Erfindung besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß die Blase mit pulsierend veränderbarem Volumen außerhalb der Elektrolytumlaufabteilung ständig im Elektrolyten untergetaucht ist und die Elektrolytumlaufabteilung von einer unmittelbar oberhalb des Elektrolyten angeordneten Elektrolytsammelrinne sowie zumindest einem bis in den Zellenbodenbereich geführten Elektrolytabführrohr gebildet ist

Die Anordnung dsr Blase im Zellenraum und die genannte Ausbildung der Elektrolytumlaufabteilung haben zunächst zur Folge, daß die Elektrolytzirkulation vollkommen unabhängig vom Ladevorgang, d. h. zu beliebigen Zeitpunkten bewerkstelligt werden kann. Die Anordnung der Blase unmittelbar im Zellenraum, also dort, wo unterschiedliche Säure- bzw. Elektrolytkonzentrationen zu beseitigen sind, und die pulsierende BIasenvolumenänderung bewirkt aber auch eine mechanisehe Elektrolytdurchmischung, die den gesamten im Zellenraum befindlichen Elektrolyten umfaßt und daher wesentlich intensiver als bisher ist Diese Elektrolytdurchmischung besorgt darüber hinaus eine gleichsam mechanische Plattenentgasung, die zu der durch die Druckschwankungen ausgelösten Gasblasenbewegung hinzutritt und erst dadurch eine deutliche Plattenentgasung besorgt

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So versteht es sich von selbst daß bei Akkumulatoren mit mehreren getrennten Zellen jede dieser Zellen mit einer der besagten Blasen ausgerüstet wird, zugeordnete Betätigungseinrichtunge*) aber, soweit sie für mehrere Blasen eingesetzt werden können, nur einmal vorgesehen werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform, die besonders die vertikale Elektrolytdurchmischung fördert, ist die Blase im Zellenbodenbereich angeordnet; vorteilhaft ist aber auch gegebenenfalls zusätzliche Blasenanordnung im Zellenseitenbereich, z. B. wenn im Zellenbodenbereich kein oder nur wenig Platz für die Blase vorhanden ist. Besonders geeignet ist die Erzeugung von Unterdruckimpulsen. Diese können unter 0,3 bar liegen und sind damit für Zellen moderner Bauart auch bei Daueranwendung vollkommen unbedenklich. Die Blase

6ö kann aktiv aber auch passiv betätigbar sein. Für aktive Betätigung empfiehlt es sich die Anordnung so zu treffen, daß der Blase zumindest eine aus dem Akkumulatorgehäuse herausgeführte Leitung Gas- oder Flüssigkeitsstromimpulse zuführbar sind. In der Ausführungsform mit zwei Flüssigkeitsleitungen kann dann die Blase über die beiden Flüssigkeitsleitungen gleichzeitig in einen Akkumulatortemperierungskreislauf eingebunden sein. Jedenfalls können die Gas- oder Flüssigkeitsstrom-

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. impulse in all diesen Fällen mit verhältnismäßig leistungsschwachen und damit wenig aufwendigen Aggregaten, beispielsweise periodisch betätigtem Sperrventil, ; verwirklicht werden. Für Passivbetätigung der Blase ist

letztere geschlossen ausgeführt und mit einem Gas ge- ; füllt Die Volumenänderungen der Blase sind in diesem

Fall bezogen auf die Blase gleichsam extern zu besor-■ i gen. Der oberhalb des Elektrolyten befindliche Gasraum ist dann mit einem Druckpulsationserzeuger in Verbindung zu setzen. Dieser Druckpulsationserzeuger -i kann aus einer kleinen, periodisch betätigten Vakuumy pumpe bestehen. Eine besonders elegante Ausführungsform ist durch den Einsatz eines Rekombinators als gleichsam selbsttätig arbeitender Druckpulsationser-,·".■ zeuger möglich; die Druckpulsationen lassen sich dann ; durch periodisches An- und Abschalten des Ladestromes während der Gasungsphase verstärken bzw. steuern. Hinzukommt, daß Impulsladung auch noch eine .:_; Verbesserung des Ladewirkungsgrades bewirkt Selbst- ;j verständlich können die beschriebenen Maßnahmen P₁ auch in Kombination mit aktiv betätigter Blase verwirklicht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein

P Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung mit einer )',; Zeichnungsfigur erläutert

K Unterhalb eines Plattenpaketes 1 ist eine elastische,

Γ wassergefüllte Blase 2 angeordnet Ober Leitungen 3,4 H ist die elastische Blase 2 mit einem (nicht dargestellten) ψ, Akkumulatortemperierungskreislauf zur Klimatisie- V rung aller Zellen verbunden. Dieser Kreislauf sorgt in J i Verbindung mit einem Temperaturfühler 5 nicht nur für J ein relativ schmales, gleichbleibendes Temperaturband, ^;; sondern auch für einen Temperaturausgleich zwischen den einzelnen Zellen. Unterstützt wird dies auch durch eine Wärmedämmung 6 des Akkumulators.

" Eine weitere Funktion der elastischen Blase 2 ist ein

Anheben und Absenken des Elektrolytspiegels 7. Dies wird durch ein ständiges pulsierendes Fördern und Absaugen der Kühlflüssigkeit erreicht Dabei wird eine oberhalb des Plattenpaketes 1 angeordnete Elektrolytrinne 8 regelmäßig gefüllt und bei Absenkung des Elektrolytspiegels 7 wieder entleert. Auf diese Weise wird stets eine Teilmenge des Elektrolyten 9 geringerer Dichte über ein Elektrolytabführ- bzw. ausgleichsrohr 10 in den unteren Elektrolytraum (höherer Dichte) befördert. Durch Abfragen des Elektrolytfüllstandes mittels eines Sensors 11 kann die Betriebssicherheit über längere Zeit gewährleistet werden. Dies wird durch den geringen Wasserverbrauch — hervorgerufen durch einen Rekombinator 12 — noch unterstützt.

Eine letzte Funktion der elastischen Blase 2 ergibt sich aus dem Sachverhalt, daß sich beim Entleeren derselben im Zellenraum 13 oberhalb des Elektrolytspiegeis 7 ein Unterdruck einstellt Dieser Unterdruck bzw. die damit verbundene Druckänderung löst Restgase aus ν den Poren der aktiven Massen und vorhandene Gasnester aus dem Plattenpaket 1 heraus. Ein Drucksteuerventil 14 sorgt einerseits dafür, daß der sich einstellende Unterdruck nicht zu groß wird und andererseits (bei Anhoben des Elektrolytspiegels 7) das aus dem Platten- ω paket 1 entfernte Gas entweichen und kein Überdruck im Zellenraum 13 entstehen kann. Gleichzeitig durchmischt sich das oberhalb des Elektrolytens 9 befindliche zündfähige Gasgemisch mit Frischluft.

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Hierzu ¹ Blatt Zeichnungen

Claims

33 OO 466 Patentansprüche:

1. Akkumulator mit flüssigem Elektrolyten, insbes. Bleiakkumulator, — mit einem geschlossenen oder zumindest zeitweise verschließbaren Akkumulatorgehäuse, in welchem eine Elektrolytumlaufabteilung und wenigstens eine elastische Blase mit zum Umwälzen des Elektrolyten veränderbarem Volumen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2) mit pulsierend veränderbarem Volumen außerhalb der Elektrolytumlaufabteilung (8, 10) ständig im Elektrolyten (9) untergetaucht ist und die Elektrolytumlaufabteilung (8, 10) von einer unmittelbar oberhalb des Elektrolyten (9) angeordneten Elektrolytsammeirinne (8) sowie zumindest einem bis in den Zellenbodenbereich geführten Elektrolytabführrohr (10) gebildet ist.

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bisse (2) im Zellenbodenbereich angeordnet ist

3. Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2), welcher über zwei aus dem Akkumulatorgehäuse herausgeführte Leitungen (3, 4) Flüssigkeitsstromimpulse zuführbar sind, über diese beiden Flüssigkeitsleitungen (3,4) in einen Akkumulatortemperierungskreislauf eingebunden ist

4. Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2) geschlossen ausgeführt und mit einem Gas gefüllt ist

5. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Elektrolyten (9) befindliche Gasr*um (13) mit einem Druckpulsationserzeuger in Verbindung steht

6. Akkumulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckpulsationserzeuger aus einer periodisch betätigbaren Vakuumpumpe besteht

7. Akkumulator nach Anspruch 6 in der Ausführungsform mit einem Rekombinator, dadurch gekennzeichnet, daß der Rekombinator (12) als Druckpulsationserzeuger eingesetzt ist.