DE736431C - Akkumulatorenbatterie fuer elektrisch betriebene Fahrzeuge - Google Patents

Akkumulatorenbatterie fuer elektrisch betriebene Fahrzeuge

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DE736431C
DE736431C DEL85400D DEL0085400D DE736431C DE 736431 C DE736431 C DE 736431C DE L85400 D DEL85400 D DE L85400D DE L0085400 D DEL0085400 D DE L0085400D DE 736431 C DE736431 C DE 736431C
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cell
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DEL85400D
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/70Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
    • H01M50/77Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
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Description

  • Akkumulatorenbatterie für elektrisch betriebene Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Akkumulatorenbatterie für elektrisch betriebene Fahrzeuge mit aus elektrisch leitendem Material bestehenden Zellenbehältern. Die Erfindung dient dem Zweck, den Bedarf einer derartigen Akkumulatorenhatterie an Wartung auf ein Mindestmaß zu senken.
  • Erfindungsgemäß werden bei einer Akku mulatorenbatterie mit aus elektrisch leitendem Material bestehenden Zellenbehältern die Zellen mit Zwischenlagen aus festem Isolierstoff dicht nebeneinander in einem flüssigkeitsdichten Batteriekasten angeordnet und von einer isolierenden flüssigen oder halbflüssigen Masse bedeckt, und ferner wird in Verbindung mit der Zellenbatterie eine zentrale Verteileranlage für die in die Zellen der Batterie einzufüllenden Elektrolytflüssigkeit vorgesehen, welche Verteileranlage einen in eine der Zellenzahl entsprechende Anzahl von Kammern unterteilten Sammelbehälter und eine entsprechende Zahl von die Kammern mit je einer Zelle der Batterie dauernd verbindenden Rohr- oder Schlauchleitungen umfaßt. Nur durch diese Rohr oder Schlauchleitungen ist das Innere der Zellen, die in dem mit einem flüssigen oder halbflüssigen Isolierstoff gefüllten Batteriekasten angeordnet sind, mit der Umgebung des Batteriekastens verbunden.
  • Die Einbettung der Zellen der Akkumulatorenbatterie in einen flüssigen Isolierstoff hat den Vorteil, daß sich an den Zellwandungen keine Salzkrusten absetzen können und daß die -dadurch bedingte Gefahr der vorzeitigen Entladung der Zellen vermieden wird. Die erfindungsgemäß fernerhin vorgesehene zentrale Einfüllvorrichtung ermöglicht die Nachfüllung von Wasser oder Elektralyt in die Zellen, ohne -daß die Batterie aus dem mit flüssigem Isolierstoff gefüllten Batteriekasten herausgenommen zu werden braucht. Hierdurch wird erreicht, daß der Batteriekasten ohne Nachteil an einem verhältnismäßig schwierig zugänglichen Platz angeordnet sein kann, z. B. unterhalb des Chassisrahmens der Fahrzeuge: Die. zentrale Verteileranlage für die Nachfüllung von Wasser oder Elektrolyt kann dann an einem verhältnismäßig leicht zugänglichen Platz angeordnet sein, und mir diese zentrale Nachfüllanlage bedarf einer laufenden Überwachung, während ja die Zellen durch ihre Einbettung in einen flüssigen Isolierstoff gegen Störungen geschützt sind und mit Hilfe der zentralen Nachfüllanordnun - die Nachfüllung ohne Heraus nahme der Zellen aus dem Batteriekasten möglich ist.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemälen Anordnung besteht darin. daß infolge der Is:,-lierung der einzelnen Zellen gegeneinander mit Hilfe eines flüssigen Isolierstoffes es möglich ist, die einzelnen Zellen dichter anzuordnen; denn, wie schon erwähnt, wird ja durch den flüssigen Isolierstoff die Bildung von leitenden Salzkrusten zwischen den Zellen verhindert. Man erreicht also, daß die Volumenkapazität der Batterie vergrößert wird, was aus Ratimersparnisgründen sehr erwünschtist.
  • Für andere Zwecke, z. B. bei Hochspannungsbatterien mit offenen, aus Glas o. dgl. bestehenden Zellenbehältern, ist es zwar an sich schon bekannt rvgl. z. B. Patent 4.;; 999', die elektrischen Elemente in eine isolierende Flüssigkeit einzutauchen, doch erfolgt dies in diesem Fall nicht zum Zwecke der Erhöhung der Volumenkapazität, sondern ausschlielilich zur Erhöhung der Isolierfestigkeit. Ferner ist bei Akkumulatorenbatterien mit metallischen Behältern schon vorgeschlagen worden, die Zellen einzeln mit doppelten Behältern zu versehen und in die Zwischenräume diese eine erstarrende Isoliermasse einzufüllen. Schließlich ist es auch schon bekannt, die Volumenkapazität bei Bleiaklcumitl.atorcn durch besondere Ausführung der Zellen selber zu erhöhen, und zwar in der Weise, daß man die eine der beiden Elektroden jeder Zelle als dünnen Becher aus Blei ausführt, wobei dieser gleichzeitig als Zellenbehälter benutzt wird; die erforderliche Festigkeit der Zellen wird dann durch Umgießen der Zellen mit einer starren Isoliermass,- erreicht. Bei der Verwendung von doppelten Behältern für die Zellen erzielt man überhaupt keine Erhöhung der Volumenkapazität der Batterie, sondern diese wird durch die doppelten Zellenwandungen sogar erheblich vermindert (vgl. z. B. die französische Patentschrift 4.2 2 14). Auch bei der zuletzt erwähnten dünnen Ausbildung der Zellenbehälter unter Verwendung einer sie ausreichend stützenden festen Isoliermasse ist die erzielte Erhöhung der Volumenkapazität nicht sehr groß; denn zwischen den Zellen müssen verhältnismäßig grolle Zwischenräume verbleiben, damit die aus Wachs oder Teer bestehende Isoliermasse in diese Zwischenräume eingebracht werden kann, zumal es nicht möglich ist, die Masse zu diesem Zweck durch Erhitzung dünnflüssig zu machen, weil die Hitze den Zellen schadet. Infolge dieser großen Zwischenräume wird die Erhöhung der Volumenkapazität, die in diesem Fall durch die besondere Ausbildung der Zellen erzielt wird, zum größten Teil wieder kompensiert. Hinzu kommt, daß durch die festen Ver gußmassen der Schutz der einzelnen Zeller bei weitem nicht so wirksam ist, denn äi den festen Vergußmassen entstehen allmäh lieh Risse, in denen möglicherweise nicht nur Feuchtigkeitsansammlung, sondern auch Salz krustenbildungen vorkommen können.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anoi-dnu,ng weiden durch die Einbettung der Zellen in einci flüssigen Isolierstoff alle diese Nachteile vcimieden, und durch die Vorsehung einer zen -tralen Nachfüllanordnung wird die Heraus nahme der Zellen aus der Is.oliei-flüssiglzcii zum Zwecke der Nachfüllung unnötig. Hierir liegt ein entscheidender Vorteil. gegenül)er solchen vorbekannten Anordnungen, bei denen zwar eine zentrale Nachfüllvorrichtung vorgesehen ist (vgl.z. B. die amerikanische Patentschrift t 684 276), die einzelnen Zellen aber nicht in eine Isolierflüssigkeit eingebettet sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Alkkumulatorenbatterie werden nicht nur zwischen den einzelnen Zellenbehältern dünne Scheiben aus isolierendem Material, z. B. Hartgummi, angebracht, sondern auch zwischen den Zellenbehältern und den Wänden des irmscliliel:,enden gemeinsamen Batteriekastens, dci- mit d^in flüssigen Isoliermittel gefüllt ist.
  • Als isolierende Flüssigkeit kann z. B. Paraffinöl verwendet werden. Es läßt sich aber auch Vaseline oder -eine ?Mischung aus geschmolzenem Paraffin und Paraftznöl oder eine andere halbflüssige Masse, die im kalten Zustand mindestens die Weichheit von Vaseline besitzt, für diesen Zweck verwenden. Obwohl Mineralöle sich für isolierende Flüssikeiten. ganz besonders eignen, können auch tierische oder pflanzliche Öle für diesen Zweck benutzt werden. Unter normalen Umständen kommt ja der Elektrolyt mit dem ü1 nicht in Berührung, wenn aber eine T'ndichtigkeit in einer Zelle entsteht, so wird die ausfließende Lauge das tierische ochr pflanzliche (1l verseifen, Lind an dieser Erscheinung kann dann eine etwaige Undichtinkeit erkannt werden.
  • Bei der erfindunsgemäßen Anordnung ist es ferner möglich,' die Zellen gruppenweise mit einer als Preßvorrichtung dienenden gemeinsamen Hülse zusammenzuschließen, die den Zweck hat, die Quellung der durch die einzelnen Zellenbehälter dicht umschlossenen Elektrodensätze zu verhindern. Es ist zwar b#,-kannt, den Elektrodensatz einer alkalischen Akkumulatorenbatteriezelle durch eine finit versteiften Stirnwänden oder Giebeln ausnebildeten Preßhülse eng zu umschließen und dadurch die Quellung der positiven Elektroden zu verhindern; hierdurch wird einerseits die spezifische Kapazität der Zellen erhöht, und andererseits werden die Zellen gegen mechanische Erschütterung unempfindlicher, und ihre Lebensdauer wird größer. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, in der die einzelnen Zellen in einen flüssigen Isolierstoff eingebettet sind, kann dasselbe Ergebnis auf besonders einfache Weise erreicht «.erden, indem mehrere Zellen, deren Elektr odensätze eng umschlossen sind, in eine gemeinsame Preßhülse eingeklemmt werden.
  • Die den Batteriekasten ausfüllende Flüssigkeit kann gegebenenfalls zur Kühlung der Batterie verwendet werden. Zu diesem Zweck wird man dem Isolierstoff mittels einer Pumpe eine Kreislaufbewegung erteilen und in diesen Kreislauf einen Kühler einschalten.
  • Die Erfindung soll an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erörtert werden.
  • Die Fig. r stellt schematisch im Schnitt eine erfindungsgemäße Anordnung dar, bei der die einzelnen Zellen a. der Batterie unter Verwendung von zwischenliegenden Scheiben c in einem gemeinsamen, mit einer isolierenden Flüssigkeit gefüllten Batteriekasten b angeordnet sind. In die Zellen münden oben Rohrleitungen /t, die. zu den einzelnen Kammern eines gemeinsamen, durch Trennwände in eine Anzahl von Kammern unterteilten Sammelbehälters i führen. Der Sammelbehälter i ist beispielsweise aus Hartgummi o. dgl. ausgeführt und evtl. mit einem oder mehreren Flüssigkeitsstandanzeigern j versehen. Die Flüssigkeitsschicht in jeder Kammer kann durch eine Schutzschicht, z. B. aus Mineralöl, bedeckt sein, um den Luftzutritt zu den Zellen zu verhindern. Sollte der Flüssigkeitsspiegel in den Kammern des Sammelbehälters i so weit herabsinken, daß Öl in die Zellen hineinkommt, so entsteht dadurch an und für sich kein Nachteil, beim Nachfüllen von z. B. Wasser in die Kammern des Sammelbehälters i steigt das 0I wieder in die Kammern herauf und bildet dann dort wieder eine schützende Flüssigkeit, die jedoch nicht das Entweichen der von den Zellen aufsteigenden Gase verhindert. Diese Gase können auch direkt in die Luft entweichen, und zwar insbesondere, wenn es sich um große Batterien handelt, durch besondere Entlüftungsvorrichtungen.
  • Der Aufbau der Akkumulatorenbatterie selbst ergibt sich aus der Fig. 2. Die Zellena, deren Zellengefäße aus leitendem Material hergestellt sind, sind in dem gemeinsamen z. B. aus Eisenblech bestehenden Kasten b untergebracht und voneinander sowie von den Seiten und von dem Boden des Kastens durch Scheiben c aus isolierendem Material, z. B. Hartgummi, isoliert. Die isolierenden Scheiben können zweckmäßigerweise etwas geriffelt oder mit Absätzen versehen ausgeführt werden. Durch Löcher in dem vorzugsweise aus Isoliermaterial bestehenden Deckel d des Batteriekastens ragen die verlängerten Ventile oder Einfüllstutzen e der Zellen heraus, die zw eckmäßigerweise gegen den Deckel abgedichtet sind. Diese Einfüllstutzen e sind mit den Zuleitungsrohren h der zentralen Einfüllv-irrichtun:g verbunden. Die Kontaktverbindungen zwischen den Zellen. sind zweckmäßig unterhalb des Deckels angeordnet, und nur die Verbindungen an den beiden Endzellen sind durch Deckel herausgeführt. In dem Deckel ist zweckmäßig eine Anordnung/ zum Einfüllen des flüssigen Isoliermittels, z. B. Cal, vorgesehen. Die isolierende Flüssigkeit soll vorzugsweise den ganzen freien Raum innerhalb des Batteriekastens ausfüllen, wenigstens aber etwas über die oberen Kanten der Zellen reichen. Sie deckt also vollständig die Zellen und drängt auch in die Zwischenräume zwischen diesen hinein, so daß die zwischenliegenden Schichten e mit ihr getränkt «-erden.
  • Wie ans der Fig. r ersichtlich, kann auch für eine Zirkulation des flüssigen Isoliermittels Sorge getragen «erden. Diese Zirkulation wird mit Hilfe der Pumpe l) bewirkt, und in die Rohrleitung tt ist ein Kühler a eingeschaltet, so daß die zirkulierende Isolierflüssigkeit zur Kühlung der Batterie verwendet werden kann. Für die Einfüllung des Isoliermittels dient die Einfüllvorrichtung L und für das etwaige Ablassen der Ablauf in. Beide sind für gewöhnlich geschlossen. Der Sammelbehälter i der zentralen Einfüllvorrichtung kann aus mehreren je eine oder mehrere Kammern enthaltenden normalisierten Einheiten zusammengebaut werden; die Anzahl der Kammern ist in jedem Fall der Zellenanzahl der Batterie angepa.ßt.
  • Als Beispiel der Verwendungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Akkumulator.enbatterie, deren Zellen in ein flüssiges Isoliermittel eingebettet sind und die eine zentrale Füllanordnung besitzt, sei auf die Fig. 3 bis 6 verwiesen.
  • Bei elektrisch angetriebenen Kraftwagen, w :o die Batterie b unterhalb des Fahrgestells angebracht ist, wie dies Fig.5 zeigt, kann die Füllzentrale i beispielsweise unterhalb des Führersitzes angeordnet sein. Wenn die Batterie unterhalb des Führersitzes angeordnet ist, kann die Füllzentrale i entweder, wie dies Fig.3 zeigt, unter der Motorhaube vor der Führerkabine oder, wie dies Fig..l zeigt, unterhalb des Führersitzes und oberhalb der Batterie ,angeordnet sein. Ein elektrisch angetriebener Eisenbahnwagen kann die Füllzentrale i, wie in Fig. 6 dargestellt wird, neben dem Fahrschalter oder, wenn eine geschlossene Führerkabine vorhanden ist, an der Wand hinter dem Platz des Führers angeordnet sein. In elektrischen Booten kann die Füllzentrale zweckmäßig in einer besonderen, vorzugsweise mit Entlüftungsvorrichtung versehenen Kammer angeordnet sein, wobei der Raum oberhalb der Batterie immer vollständig gasfrei ist und für geeignete Zwecke ausgenutzt werden kann. Bei den in den Fig. 3 bis 6 beispielsi,eise gezeigten Anordnungen können sowohl die Zellenfüllzentrale wie die Batterie fest verlegt werden, und sonst übliche Anordnungen zum Herausziehen der Batterie zwecks Nachfüllens der Zellen oder zwecks Reinigung sind überflüssig.
  • Wenn es vermieden werden soll, daß die von den Zellen abgehenden Gase von der Füllzentrale direkt in die freie Luft entweichen, kann der Sammelbehälter oben ab--geschlossen «-erden, und vom oberen Teil des Behälters können Rohrleitungen oder Schläuche zu einer beliebigen Stelle geführt werden, an welcher die Gase ins Freie austreten sollen.
  • Für die einzelnen Elemente der beanspruchten Kombination wird hier kein Schutz begehrt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Akkumulatorenbatterie für elektrisch betriebene Fahrzeuge mit aus elektrisch leitendem Material bestehenden Zellenbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen mit Zwischenlagen aus festem Isolierstoff dicht nebeneinander in einem flüssigkeitsdichten Batteriekasten angeordnet und von einer isolierenden Flüssigkeit bedeckt sind und daß eine zentrale Verteileranlage für die in die Zellen der Batterie einzufüllende Elektrolytflüssigkeit vorgesehen ist, die einen in eine der Zellenzahl entsprechenden Anzahl von Kammern unterteilten Sammelbehälter und eine entsprechende Zahl von die Kammern mit je einer Zelle der Batterie dauernd verbindenden Rohr- oder Schlauchleitungen umfaßt.
  2. 2. Akkumulatorenbatterie nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Flüssigkeit im Kreislauf durch eine Kühlvorrichtung bewegt wird.
DEL85400D 1933-04-26 1934-02-21 Akkumulatorenbatterie fuer elektrisch betriebene Fahrzeuge Expired DE736431C (de)

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DE (1) DE736431C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5150745A (en) * 1989-12-04 1992-09-29 Dan Ford Container and method for filling batteries with electrolyte

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5150745A (en) * 1989-12-04 1992-09-29 Dan Ford Container and method for filling batteries with electrolyte

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