ES2391005T3 - Sistema de desgasificación para un acumulador y acumulador con un sistema de desgasificación - Google Patents
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Abstract
Sistema de desgasificación para un acumulador, presentando el sistema de desgasificación (1)a) un desfile (2) con una abertura de desgasificación (6),b) un pasador (8) dispuesto en el desfile (2),c) al menos una tapa (14) dispuesta de forma giratoria alrededor del pasador (8),d) un resorte (17) que está dispuesto para ejercer un par de giro sobre al menos una tapa (14), e) una junta (10) queestá dispuesta de modo que al menos una tapa (14), en una posición de reposo, está en contacto con la junta (10) ycierra la abertura de desgasificación.
Description
Sistema de desgasificación para un acumulador y acumulador con un sistema de desgasificación
La invención se refiere a un sistema de desgasificación para un acumulador, en especial, para acumuladores híbridos, acumuladores híbridos de metal y níquel y acumuladores de iones de litio.
La invención se refiere además a un acumulador con un sistema de desgasificación.
Acumuladores potentes con elevadas densidades de energía en las celdas galvánicas se emplean en especial en vehículos híbridos y vehículos eléctricos.
Las elevadas densidades de energía conducen a un elevado desarrollo de calor. Para conseguir la potencia de los acumuladores y poder garantizarla en un amplio intervalo operativo es necesaria una refrigeración efectiva de los acumuladores. Además, es necesario que los acumuladores presenten un sistema de seguridad que actúe en caso de un sobrecalentamiento de los acumuladores para evitar en especial una explosión de las celdas.
Además de una refrigeración efectiva y un sistema de seguridad para la protección ante un sobrecalentamiento, los potentes acumuladores requieren un sistema de seguridad para la protección del acumulador ante una sobrepresión del gas en el acumulador. La sobrepresión de gas puede conducir a reacciones repentinas y a un encendido del acumulador. Con ello puede dañarse a las personas y al medio ambiente.
Además, el interior del acumulador debe protegerse frente al polvo y las salpicaduras de agua que se producen, por ejemplo, por los limpiadores a alta presión o las máquinas de chorro de vapor.
Del documento SU393785 se conoce una manguera de ventilación para una batería alcalina compuesta por un cuello y una tapa abatible con una válvula que pueden abatirse alrededor de un primer eje. Además, está previsto un resorte de torsión que actúa sobre la tapa abatible y está fijado en el segundo eje.
Del documento JP9181460A se desprende una cámara de batería que aloja una batería. La cámara de batería se encuentra en un armario que presenta una pluralidad de aberturas en una pared lateral de la cámara que sirven como abertura de salida del gas.
Del documento DE9104291U1 se desprende un tapón de cierre para celdas de acumulador con una carcasa hecha de plástico que se enrosca o encaja en la abertura de introducción del electrolito y que posee un cuerpo microporoso para la desgasificación de la celda. En el recorrido del gas antes del cuerpo microporoso está dispuesta una válvula de liberación de presión.
Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de desgasificación para un acumulador que ofrezca una protección eficaz ante una sobrepresión de gas y ante impurezas externas. Además, un objetivo de la presente invención es proporcionar una carcasa de acumulador y un acumulador que estén protegidos de forma eficaz ante una sobrepresión de gas y ante impurezas externas.
El objetivo se alcanza según la invención gracias a un sistema de desgasificación con las características de la reivindicación 1, con una carcasa de acumulador con las características de la reivindicación 5 así como con un acumulador con las características de la reivindicación 7.
El sistema de desgasificación según la invención permite una rápida compensación de presión entre el interior del acumulador y el entorno del acumulador cuando una celda en el interior de la carcasa del acumulador, como consecuencia de una sobrecarga, un cortocircuito o por otra causa, libera una gran cantidad de gas. La gran cantidad de gas liberado se acumula en la carcasa del acumulador y genera una sobrepresión de la presión interior del gas respecto a la presión del entorno (denominada abreviadamente ‘sobrepresión de gas’). Al menos una tapa dispuesta de forma giratoria alrededor del pasador se abre a una determinada sobrepresión de gas y deja escapar gas de la carcasa del acumulador.
Preferiblemente, la tapa se abre en función de la sobrepresión de gas. Por ejemplo, puede estar previsto que la tapa se abra ya ligeramente en caso de una sobrepresión de gas muy reducida y se abra completamente en caso de una sobrepresión de gas definida previamente, por ejemplo, en caso de una sobrepresión de gas de medio bar o un bar.
Otra ventaja del sistema de desgasificación según la invención consiste en que agua condensada que se acumula en el fondo de la carcasa del acumulador puede evacuarse entre la junta y al menos una tapa.
Además, gracias al sistema de desgasificación según la invención, el interior del acumulador está protegido de forma segura frente a influencias externas (por ejemplo, salpicaduras de agua o polvo). Esta protección se consigue porque al menos una tapa está dispuesta de modo que la tapa se presiona, por las salpicaduras de agua o elementos similares, contra la junta y, con ello, la abertura de evacuación de gas se cierra de forma eficaz.
La protección del interior del acumulador y de al menos una tapa frente a influencias externas pueden mejorarse si por debajo de al menos una tapa se dispone una chapa desviadora. La chapa desviadora se dispone de modo que al menos una tapa se protege de la mejor manera posible contra una acción directa por influencias externas.
Preferiblemente, la chapa desviadora está dimensionada, en un plano perpendicular a un eje longitudinal del sistema de desgasificación, al menos con un tamaño igual al de al menos una tapa y se dispone en la dirección axial por debajo de al menos una tapa.
En una forma de realización especial, están previstas exactamente dos tapas dispuestas de forma simétrica alrededor del pasador. El pasador se sitúa entonces entre las dos tapas. Las dos tapas y el resorte (también puede estar previsto un resorte para cada tapa) están dispuestas una respecto a otra de modo que en las dos tapas se ejerce un par de giro contrapuesto. De este modo se garantiza que, en el estado montado, se abren hacia abajo contra un par de giro generado por el o los resortes y se presionan hacia arriba contra la junta.
Según la invención, está previsto que el sistema de desgasificación presente una sección transversal fundamentalmente circular. En especial, una junta, en este caso anular, presenta ventajas en cuanto a sus propiedades de obturación respecto a juntas con ángulos. Sin embargo, no se excluye que también se utilicen superficies con otras secciones transversales, por ejemplo, rectangulares o cuadrangulares.
Según la invención, también está prevista una carcasa de acumulador con un sistema de desgasificación según la invención. Preferiblemente, el sistema de desgasificación está colocado en el fondo de la carcasa del acumulador. En función de la necesidad y, en especial, del tamaño de la carcasa del acumulador, también pueden estar previstos varios sistemas de desgasificación.
La carcasa de acumulador según la invención es especialmente adecuada para acumuladores que están configurados como acumuladores híbridos, acumuladores híbridos de metal y níquel o acumuladores de iones de litio, en los cuales pueden presentarse elevadas densidades de energía.
Según la invención, está previsto además un acumulador con una carcasa de acumulador según la invención. Preferiblemente, el acumulador según la invención comprende una pluralidad de celdas que están colocadas en la carcasa del acumulador. Naturalmente, el acumulador presenta todos los componentes necesarios para un uso según lo estipulado, tales como, por ejemplo, un polo positivo y un polo negativo.
La invención se explica de forma detallada mediante un ejemplo de realización mostrado en las siguientes figuras.
Muestran:
La fig. 1, una vista despiezada de un sistema de desgasificación según la invención,
La fig. 2, una vista lateral del sistema de desgasificación según la invención en el estado montado,
La fig. 3, una vista en perspectiva desde abajo del sistema de desgasificación según la invención,
La fig. 4, otra vista en perspectiva desde arriba del sistema de desgasificación según la invención,
La fig. 5, una vista en corte del sistema de desgasificación según la invención en la dirección V de la figura 2 con la abertura de desgasificación cerrada, y
La fig. 6, una vista en corte en la dirección V de la figura 2 con la abertura de desgasificación abierta.
La figura 1 muestra un sistema de desgasificación 1 según la invención. El sistema de desgasificación 1 comprende un desfile 2. Por ‘un desfile’ se entiende un cuerpo base en el que preferiblemente también se encuentran orificios para la fijación de los otros componentes. El desfile 2 tiene una forma cilíndrica con una superficie de sección transversal circular. El lado superior 3 del desfile 2 tiene un borde circular 4 y está hundido de forma circular en la parte central. El hundimiento circular 5 presenta una abertura de desgasificación 6.
La abertura de desgasificación 6 está compuesta por dos aberturas en forma de secciones circulares (formadas en cada caso por un arco de círculo y una secante) que están dispuestas de forma simétrica respecto a una diagonal del hundimiento 5.
El desfile 2 presenta en su revestimiento dos orificios 7 enfrentados diagonalmente, de los cuales, no obstante, solo puede observarse uno. En los orificios 7 está dispuesto un pasador 8. El pasador 8 tiene, de modo conveniente, una forma cilíndrica.
En el estado montado, el pasador 8 está colocado en el desfile 2 de modo que está dispuesto por debajo de un elemento de unión 9 que se sitúa entre los dos componentes de sección circular de la abertura de desgasificación 6.
El sistema de desgasificación comprende además una junta 10. La junta 10 presenta secciones de fijación 12 orientadas en vertical respecto a un eje longitudinal 11. Las secciones de fijación 12 tienen secciones transversales en forma de L (perpendiculares al eje longitudinal 11). Las secciones de fijación 12 están formadas de modo que pueden encajarse a través de las aberturas de desgasificación 6 y apoyarse sobre el hundimiento 5 debido a las superficies de sección transversal en forma de L. De este modo, la junta 10 tiene un asiento fijo en la dirección vertical (es decir, en la dirección del eje longitudinal 11).
La junta 10 presenta aberturas 13 que se corresponden con la abertura de desgasificación 6 de modo que no se obstaculiza un flujo de gas desde el interior de un acumulador hacia fuera. Preferiblemente, las aberturas 13 tienen aproximadamente la misma forma y dimensión que las aberturas de desgasificación 6.
Por debajo de la junta 10 están dispuestas dos tapas 14. Las tapas 14 presentan superficies de sección transversal fundamentalmente semicircular. Las tapas 14 están unidas entre sí a lo largo de una diagonal de modo que pueden girar una respecto a otra alrededor de la diagonal 15.
A lo largo de la diagonal 15, las tapas están formadas, por secciones, en forma de cilindro hueco, de modo que el pasador 8 puede conducirse, a lo largo de la diagonal 15, a través de estos cilindros huecos. Los cilindros huecos en sí mismos no tienen que estar totalmente cerrados en sus superficies de revestimiento. Lo importante es que el pasador 8 esté rodeado una medida tal que las tapas 14 puedan girar de forma segura alrededor del pasador 8.
Por debajo de las tapas 14 puede observarse un resorte 17.
El resorte 17 está formado por un alambre de metal adecuado enrollado en forma de espiral. Los extremos 18 están alargados.
En el estado montado, los extremos 18 se disponen en contacto con las tapas 14 por abajo. El resorte 17 está enrollado de modo que las tapas 14 presionan hacia arriba contra la junta 10 en relación con el eje longitudinal 11. Con ello se ejerce sobre las dos tapas 14 un par de giro de igual magnitud pero en sentido contrario.
Si aumenta la presión interna en la carcasa del acumulador de modo que se origina una sobrepresión de gas, las tapas 14 se presionan hacia abajo contra la fuerza del resorte 8 de modo que puede evacuarse gas de la carcasa del acumulador a través de la abertura de desgasificación 6.
Para la protección del interior del acumulador y el sistema de desgasificación 1 está prevista finalmente una chapa desviadora 19 que está dispuesta por debajo de las tapas 14. La chapa desviadora 19 se fija con una separación definida previamente respecto del lado inferior del desfile 2. Principalmente, la chapa desviadora se fija con tornillos 20 que se conducen a través de la chapa desviadora 19 y se atornillan en el desfile 2. La separación definida previamente se garantiza mediante separadores 21.
La chapa desviadora 19 presenta dos pestañas 22 orientadas perpendicularmente hacia arriba.
En el estado montado, las pestañas 22 se disponen por fuera en contacto con el desfile 2 de modo que cubren los orificios 7. Con ello se protegen los orificios 7 frente a la penetración de influencias externas.
La figura 2 muestra el sistema de desgasificación 1 de la figura 1 en una vista lateral y en el estado montado.
En la figura 3 se muestra el sistema de desgasificación 1 en una vista en perspectiva desde abajo (observado desde fuera).
En la figura 4 puede observarse bien como las secciones de fijación 12 en forma de L se enganchan por arriba en la escotadura 5 y garantizan un asiendo fijo a la junta 10.
La figura 5 muestra una vista en sección transversal del sistema de desgasificación 1 montado en la dirección V de la figura 2.
Puede observarse claramente que las tapas 14 se presionan hacia arriba por los resortes 17 o los extremos 18 de los resortes 17 de modo que se orientan de forma fundamentalmente horizontal, es decir, perpendiculares al eje longitudinal 11. El movimiento de las tapas 14 hacia arriba se limita mediante salientes 24 que discurren en horizontal. No deben ser varios salientes 24, también es posible que el saliente 24 discurra en círculo alrededor del eje longitudinal 11.
La figura 6 muestra la vista de la figura 5 con aberturas de desgasificación 6 liberadas. Esto puede observarse en que las tapas 14 están abatidas hacia debajo de forma fundamentalmente perpendicular. Esto es posible porque en el lado interior del acumulador 25 existe una presión de gas mayor que en el entorno del acumulador 26.
La sobrepresión de gas es suficiente para abatir las tapas 14 totalmente hacia abajo contra la fuerza del resorte. En esta posición es posible una compensación de presión muy rápida. En el presente ejemplo, la sobrepresión de gas para este estado corresponde a aproximadamente un bar.
Con ayuda de tornillos de ajuste 23 puede orientarse el pasador 8. Para ello, los tornillos de ajuste 24 están conducidos de forma paraxial por encima y por debajo del pasador 8.
1 Sistema de desgasificación
2 Desfile
3 Lado superior
4 Borde
5 Hundimiento
6 Abertura de desgasificación
7 Orificio
8 Pasador
9 Elemento de unión
10 Junta
11 Eje longitudinal
12 Sección de fijación
13 Abertura
14 Tapa
15 Diagonal
16 Cilindro hueco
17 Resorte
18 Extremo
19 Chapa desviadora
20 Tornillo
21 Separador
22 Pestaña
23 Tornillo de ajuste
24 Saliente
25 Lado interior del acumulador
26 Entorno del acumulador
Claims (9)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Sistema de desgasificación para un acumulador, presentando el sistema de desgasificación (1)
a) un desfile (2) con una abertura de desgasificación (6), b) un pasador (8) dispuesto en el desfile (2), c) al menos una tapa (14) dispuesta de forma giratoria alrededor del pasador (8), d) un resorte (17) que está dispuesto para ejercer un par de giro sobre al menos una tapa (14), e) una junta (10) que está dispuesta de modo que al menos una tapa (14), en una posición de reposo, está en contacto con la junta (10) y cierra la abertura de desgasificación. -
- 2.
- Sistema de desgasificación según la reivindicación 1, caracterizado por una chapa desviadora (19) que está dispuesta por debajo de al menos una tapa (14).
-
- 3.
- Sistema de desgasificación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque están previstas dos tapas (14) dispuestas de forma simétrica alrededor del pasador (8).
-
- 4.
- Sistema de desgasificación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de desgasificación (1) presenta una sección transversal fundamentalmente circular.
-
- 5.
- Carcasa de acumulador con un sistema de desgasificación (1) según una de las reivindicaciones precedentes.
-
- 6.
- Carcasa de acumulador según la reivindicación 5, caracterizada porque el sistema de desgasificación
(1) está colocado en el fondo de la carcasa del acumulador. -
- 7.
- Acumulador con una carcasa de acumulador según la reivindicación 5 o 6.
-
- 8.
- Acumulador según la reivindicación 7, caracterizado por una pluralidad de celdas galvánicas que están dispuestas en la carcasa del acumulador.
-
- 9.
- Acumulador según la reivindicación 8, caracterizado porque las celdas galvánicas son celdas de iones de litio o celdas híbridas de metal y níquel.
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