HU221405B1 - Electric currentless arrangement and method for charging accumulators - Google Patents

Electric currentless arrangement and method for charging accumulators Download PDF

Info

Publication number
HU221405B1
HU221405B1 HU9602862A HUP9602862A HU221405B1 HU 221405 B1 HU221405 B1 HU 221405B1 HU 9602862 A HU9602862 A HU 9602862A HU P9602862 A HUP9602862 A HU P9602862A HU 221405 B1 HU221405 B1 HU 221405B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
battery
unit
electrolyte
container
electrode suspension
Prior art date
Application number
HU9602862A
Other languages
English (en)
Inventor
Gyoergy Pintz
Original Assignee
Gyoergy Pintz
Paczolay Kinga
Zsombok Gyoergy Dr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gyoergy Pintz, Paczolay Kinga, Zsombok Gyoergy Dr filed Critical Gyoergy Pintz
Priority to HU9602862A priority Critical patent/HU221405B1/hu
Publication of HU9602862D0 publication Critical patent/HU9602862D0/hu
Priority to DE69622440T priority patent/DE69622440T2/de
Priority to PCT/HU1996/000085 priority patent/WO1998016962A1/en
Priority to EP96942543A priority patent/EP1029381B1/en
Priority to US09/308,277 priority patent/US6384569B1/en
Priority to AU11677/97A priority patent/AU1167797A/en
Publication of HUP9602862A2 publication Critical patent/HUP9602862A2/hu
Publication of HUP9602862A3 publication Critical patent/HUP9602862A3/hu
Publication of HU221405B1 publication Critical patent/HU221405B1/hu

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5077—Regeneration of reactants or electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/72—Constructional details of fuel cells specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/18—Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53—Batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/22—Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
    • H01M8/225—Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising particulate active material in the form of a suspension, a dispersion, a fluidised bed or a paste
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

A találmány tárgya villamos árammentes töltési elrendezésakkumlátorokhoz, elsősorban villamos meghajtású gépjárművek (2)akkumlátoraihoz. Az elrendezés töltőállomást (1) és akkumulátort (3)tartalmaz. A találmánynak tárgya az eljárás is, amelynek során azakkumulátorba (3) regenerált elektrolitot vezetnek. Az elrendezésbenegy elosztóegység (5) a töltőállomás (1) elektródszuszpenziót éselektrolitot tartalmazó aktív tartályegységével (9) vanösszeköttetésben. Az aktív tartályegység (9) pedig primerelektródszuszpenzió-tartályt (11) és primer elektrolittartályt (12)tartalmaz. Az elektródszuszpenziónak az akkumulátoron (3) belülirögzítésére és onnan való eltávolítására alkalmas rögzítő készülék(24) kapcsolódik az akkumulátorhoz (3). Az eljárás során azakkumulátorba (3) elektródszuszpenziót vezetnek, azelektródszuszpenziót rögzítik az elhasznált akkumulátor--alkotórészeket pedig folyékony állapotban a gépjárműből (2)eltávolítják. Az elektródszuszpenzió továbbítása alatt nem-newtonifolyadékként, rögzülése után pedig szilárd halmazállapotú anyagkéntviselkedik, így néhány perc alatt lehetővé válik az akkumulátor (3)teljes megújítása, és a villamos meghajtású gépjármű továbbhaladása.Az akkumulátorból (3) előzetesen leszívott, elhasznált alkotórészeketa töltőállomástól (1) térben és időben függetlenül, kémiai úton isregenerálhatják. ŕ

Description

A találmány tárgya villamos árammentes töltési elrendezés akkumulátorokhoz, elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez, amely elrendezés akkumulátorokhoz, elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez, amely elrendezés töltőállomást, akkumulátort, egy vagy több beömlőcsonkot és egy vagy több kiömlőcsonkot tartalmaz, a beömlőcsonk elosztóegységhez, míg a kiömlőcsonk ürítőegységhez kapcsolódik, az ürítőegység pedig a töltőállomás gyűjtő tartályegységével van összeköttetésben. A találmánynak tárgya villamos árammentes eljárás is akkumulátorok töltésére elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez.
A gépjárművekben elhelyezhető, villamos meghajtást szolgáló akkumulátoroknak számos követelményt kell kielégíteniük. E követelményeket és általában is az e célra megfelelő akkumulátorokat részletesen ismertetik az alábbi művek: „Kémiai áramforrások és alkalmazásaik” (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1978). „Battery Reference Book” (London, 1990). „History of the Electric Automobile” (Soc. Automotive Eng. USA, 1994.). A villamos meghajtású autók fejlesztésének gátat vet az a tény, hogy a legkorszerűbb akkumulátorok feltöltése is hosszadalmas eljárás.
A fejlesztések eddigi iránya az egyre nagyobb energiasűrűségű, gazdaságos energiaforrások feltárása. Az energiasűrűség szempontjából különösen kedvezőek a fém-levegő típusú akkumulátorok. A WO 94/15372 közzétételi irat cink-bróm, az EP 600.178 lsz-ú és az EP 458.395 lsz-ú irat cink-levegő, az EP 391.443 és a WO 90/04268 számú szabadalmi leírások pedig alumínium-levegő akkumulátorokat mutatnak be. A WO 92/15120 szabadalmi leírás szerint olyan helyhez között akkumulátor elrendezése is ismeretes a teljesítmény növelésére, amelynél az elektrolitot folyamatosan leszívják, és tisztítva visszatáplálják. Az energiaforrások nagyobb energiasűrűsége sem képes azonban alternatívát mutatni a tulajdonképpen sokkal gyengébb hatásfokú belsőégésű motoroknak, mert a gépjárművekbe szerelhető akkumulátorok feltöltése idején a jármű hosszabb idejű leállásra kényszerül.
Az US 4.448.858 lsz-ú szabadalmi leírás kémiai úton regenerálható akkumulátort mutat be. Az akkumulátor kémiai regenerálását formaldehid adagolásával hajtják végre. A megoldás hátránya, hogy gyakorlatilag csak vas-levegő akkumulátorral valósítható meg. További hátrány, hogy a regeneráláshoz az akkumulátor alkotórészein túl egy további, ráadásul mérgező anyag felhasználása szükséges.
Az US 5.304.430 lsz-ú szabadalmi leírásból hidrogén üzemű tüzelőanyagcella ismerhető meg, erős savat és bázist használva fel elektrolitként. A megoldás hátránya, hogy gépjárműben való alkalmazása rendkívül veszélyes. Baleset esetén az erős sav és lúg érintkezése robbanást okozhat.
Az US 5.558.947 lsz-ú szabadalmi leírás fém-levegő típusú akkumulátort mutat be. Az akkumulátor működtetéséhez leválasztó eszközre és az elektrolit folyamatos cirkuláltatására van szükség. Hátránya, hogy a leválasztó áramlási ellenállása és a folyamatos keringetés energiát igényel.
Az US 4.127.107 lsz-ú szabadalmi leírás olyan akkumulátort mutat be, amelynél az elektrolit üzem közben folyamatosan kering az akkumulátor és egy tartály között. Az elektromos autó mind a tartályt, mind az akkumulátort magával viszi. Az akkumulátor katódjának működéséhez szükséges anyag az elektrolitban van feloldva. Ez az oldhatóság azonban korlátozott. A tartályra ezért az elektrolit mennyiségének növelése céljából van szükség, ezzel növelhető az akkumulátor kapacitása. E megoldás számos hátránnyal rendelkezik. Balesetveszélyes az agresszív klórgáz alkalmazása. Az akkumulátor feltöltéséhez három anyag, köztük a halogén katód regenerálása is szükséges. A regenerálás időigényes, mert az anód anyaga szilárd halmazállapotú fém, ezért megújítása csak hosszadalmas mechanikus cserével vagy ugyancsak hosszadalmas elektromos feltöltéssel lehetséges.
A WO 92/02964 számú szabadalmi leírás elektromos járművekben is használható akkumulátort mutat be. Az akkumulátor regenerálásához eltávolítják annak elhasznált alkotórészeit, majd friss alkotórészekkel pótolják. A megoldás hátránya, hogy az eltávolítás és a feltöltés térben elkülönült helyen zajlik, így a lemerült akkumulátor nélküli autót bonyolult és költséges mozgató egységgel kell a feltöltési helyre juttatni. Ez igen megdrágítja a töltőállomás létesítését, továbbá az autó feltöltésének idejét is jelentősen növeli. Hátrányos az is, hogy az akkumulátor-alkotók megújítása elektromos energiával történik, amely fém-levegő típusú akkumulátornál nem a legkedvezőbb megoldás. Különösen előnytelen, hogy az anódanyag és az elektrolit betáplálása egy műveleti lépésben történik, így az elektrolit telítve marad anód-részecskékkel. Az elektrolitban lebegő anód-részecskék úgynevezett parazita áramot okoznak, ez pedig rontja az akkumulátor hatásfokát. Ugyancsak hátrányos, hogy nincs megoldva az anód rögzítése az anódhordozó felületén. Az anódrészecskék rögzítésének hiánya miatt jelentősen csökken az akkumulátor kapacitása.
A találmány célja az eddig ismert megoldások hiányosságainak kiküszöbölése, és olyan megoldás kialakítása, amelynél az akkumulátorok feltöltése nem igényel lényegesen hosszabb időt, mint egy belsőégésű motorral hajtott gépjármű tankolása.
A találmány gondolati alapja az a felismerés, hogyha az akkumulátor alkotórészeinek megújítását elektromos töltés helyett folyékony halmazállapotú anyaggal, például elektródszuszpenzióval és célszerűen elektrolittal végezzük, és hogy az elektródszuszpenzió továbbítása alatt nem-newtoni folyadékként, rögzülése után pedig szilárd halmazállapotú anyagként viselkedik, akkor a korábbiaknál kedvezőbb megoldást kaphatunk.
A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti villamos árammentes töltési elrendezés-akkumulátorokhoz, elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez, amely elrendezés töltőállomást, akkumulátort, egy vagy több beömlőcsonkot és egy vagy több kiömlőcsonkot tartalmaz, a beömlőcsonk elosztóegységhez, míg a kiömlőcsonk ürítőegységhez kapcsolódik, az ürítőegység pedig a töltőállomás gyűjtő tartályegységével van összeköttetésben, az elosztóegység a töltőállomás
HU 221 405 BI elektródszuszpenziót és/vagy elektrolitot tartalmazó aktív tartályegységével van összeköttetésben, oly módon van kialakítva, hogy az aktív tartályegység primer elektródszuszpenzió-tartályt és primer elektrolittartályt tartalmaz. A találmány szerint a gépjárműben az akkumulátorhoz az elektródszuszpenziónak az akkumulátoron belüli rögzítésére és az akkumulátorból történő eltávolításának segítésére alkalmas rögzítőkészülék kapcsolódik.
A találmány további jellemzője lehet, hogy a gyűjtő tartályegység primer ürítőtartályt és adott esetben öblítőtartályt tartalmaz. A gépjárműben az elosztóegység és az aktív tartályegység közé szekunder elektródszuszpenziótartály és szekunder elektrolittartály, az ürítőegység és a gyűjtőtartályegység közé pedig szekunder ürítőtartály van beiktatva.
Az egyik kiviteli alaknál az akkumulátor folyadék továbbítására alkalmas vezetékei a gépjármű csatlakozóegységéhez, míg a töltőállomás csővezetékei célszerűen a csatlakozóegységhez illeszkedő töltőszervhez kapcsolódnak.
A szekunder elektrolittartály és a szekunder ürítőtartály térfogatuk változtatását megengedő elválasztóelem útján egymással egyesítve vannak.
Egy további lehetséges kiviteli alaknál a gépjárműben az elosztóegység és az ürítőegység az akkumulátor szekunder feltöltésére alkalmas belső vezérlőszervvel vannak összeköttetésben.
Az aktív tartályegység és a gyűjtő tartályegység regenerálóegység útján egymással összeköttetésben vannak.
A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti villamos árammentes eljárás akkumulátorok töltésére elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez a fenti elrendezések bármelyikének felhasználásával, amelynek során a gépjárműből az elhasznált elektródszuszpenziót és elhasznált akkumulátor elektrolitot eltávolítjuk, majd az akkumulátorba regenerált elektrolitot vezetünk, hogy az elektrolit bevezetése előtt az akkumulátorba elektródszuszpenziót vezetünk, és az elektródszuszpenziót rögzítjük.
A találmány szerinti eljárás jellegzetessége lehet, hogy töltéskor a töltőállomás töltőszervét a gépjármű csatlakozóegységébe illesztjük, az elhasznált akkumulátor-alkotórészeket a töltőállomás gyűjtő tartályegységébe továbbítjuk, a töltőállomás aktív tartályegységéből az elektródszuszpenziót és/vagy az elektrolitot egyenletesen az akkumulátorba juttatjuk, a rögzítés után az akkumulátort az elektrolittal adott esetben átöblítjük, és az akkumulátort a elektrolittal feltöltjük, a töltőszervet pedig a csatlakozóegységtől eltávolítjuk.
Az egyik példakénti eljárás jellemzője, hogy az akkumulátorból az elhasznált akkumulátor-alkotórészeknek legalább egy részét a gépjármű szekunder ürítőtartályába juttatjuk, ezután vagy ezzel egyidejűleg a gépjármű szekunder elektródszuszpenzió-tartályából és/vagy szekunder elektrolittartályából az elektródszuszpenziót és az elektrolitot az akkumulátorba juttatjuk.
A találmány szerinti akkumulátor töltés számos előnnyel rendelkezik. Legfontosabb előny, hogy a gépjárművek villamos meghajtására alkalmas akkumulátorának közvetlen megújítása, feltöltése nem elektromos áram betáplálásával, hanem az akkumulátor elhasznált alkotórészeinek, így anódjának és elektrolitjének folyadék formájában történő pótlásával történhet. Az akkumulátorból leszívott elhasznált alkotórész egy központi helyen, például a töltőállomáson vagy másutt összegyűjtve regenerálható. Előnyös az elhasznált alkotórészek töltőállomásokról való összegyűjtése és központi regenerálása is kémiai úton. Előnyös, hogy az anód anyaga nincs összekeverve az elektrolittal, hanem azt önmagában, nem-newtoni folyadékként továbbítjuk. Az anód így - rögzítése után - szilárd halmazállapotú anyagként viselkedik. Az elektromos autó a töltőállomáson csupán a folyadékcsere időtartamáig tartózkodik, nincs szükség az autó - idő-, hely- és költségigényes - külön mozgatására. Az így feltöltött akkumulátorral rendelkező autó néhány perc múlva folytathatja útját.
Előnyös az is, hogy az akkumulátor alkotórészeinek cseréje csupán részleges is lehet, tehát például az autós félig is „tankolhat”. Arra is van lehetőség, hogy az alkotórészcsere két tankolás között, az út mellett leállva történjék. Az akkumulátort ilyenkor tartályokkal kell kiegészíteni, ezekből történhet a feltöltés. A találmány szerinti akkumulátor töltés jelentős környezetvédelmi előnyökkel is rendelkezik. Az ezzel felszerelt gépjármű károsító anyag kibocsátása nulla.
A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, rajz alapján mutatjuk be közelebbről. A mellékelt rajzon az
1. ábra a töltési elrendezés vázlata.
Az 1. ábrán láthatjuk az 1. töltőállomás és a mellette álló 2 gépjármű 3 akkumulátorának töltési elrendezését. Töltéskor a 2 gépjármű 20 csatlakozóegységébe illeszkedik az 1 töltőállomás 19 töltőszerve. A 3 akkumulátor 7 beömlőcsonkjához az 5 elosztóegység, míg a 8 kiömlőcsonkjához a 6 ürítőegység csatlakozik. Az elektródszuszpenziót a 4a vezeték, az elektrolitot a 4b vezeték, míg az elhasznált alkotórészeket a 4c vezeték szállítja a 20 csatlakozóegységhez. A 3 akkumulátor az elektródszuszpenzió megtapadását, illetve eltávozását segítő 24 rögzítőkészülékkel van kiegészítve.
Az 1 töltőállomás gyűjtő 10 tartályegysége tartalmazza a primer 13 ürítőtartályt és a 14 öblítőtartályt, míg az aktív 9 tartályegysége foglalja magába a primer 12 elektrolittartályt és a primer 11 elektródszuszpenzió-tartályt. Ugyancsak az 1 töltőállomáson helyezkedik el a 23 regeneráló egység, valamint a 21a, 21b, 21c csővezetékek.
A 2 gépjármű 3 akkumulátorának az 1 töltőállomástól térben és időben ideiglenesen független feltöltését segíti a szekunder 15 elektródszuszpenzió-tartály, aló szekunder elektrolittartály és a szekunder 17 ürítőtartály. Az egymással egyesített 16 szekunder 16 elektrolittartályt és a szekunder 17 ürítőtartályt membrán vagy dugattyú elven működő 18 elválasztóelem osztja ketté. A 22 vezérlőszerv az 5 elosztóegységgel és a 6 ürítőegységgel van összeköttetésben.
A 3 akkumulátor alatt kémiai energiának villamos energiává való átalakítására alkalmas eszközöket, pél3
HU 221 405 Β1 dául tüzelőanyagcellákat, elektrokémiai generátorokat, szekunder cellákat is értünk.
A találmány szerinti akkumulátor töltési eljárást az alábbiakban mutatjuk be. Az eljárás egyik legáltalánosabb foganatosítási módja, amikor a 3 akkumulátor- 5 ba elektródszuszpenziót és regenerált elektrolitot vezetünk, az elhasznált akkumulátor-alkotórészeket pedig a 2 gépjárműből eltávolítjuk.
Az 1 töltőállomáson az aktív 9 tartályegység az anódszuszpenziót a primer 11 elektródszuszpenzió-tar- 10 tályban, míg az elektrolitot a primer 12 elektrolittartályban tárolja.
A 24 rögzítőkészülék további lehetséges működési példájánál az US 5.006.424 leírásban ismertetett módon járhatunk el. Az anód anyagát előzetesen apró 15 fémgolyókra visszük fel, majd az elektrolittal együtt nyomjuk be a lemezek közé. A lemezek alatt olyan perforáció helyezkedik el, amely az elektrolitot átengedi, de a fémgolyókat nem. Ilyen formán az anódot a lemezek között rögzítjük.
Feltöltés után a 20 csatlakozóegység és a 19 töltőszerv kapcsolatát megszakítjuk. Olyan típusú 3 akkumulátor esetén, ahol a katód pótlására is szükség van, hasonlóan járhatunk el, mint az anód esetén.
A 3 akkumulátor legalább részleges megújítására 25 az 1 töltőállomástól térben és időben - ideiglenesen függetlenül is van lehetőség. Ilyenkor az eljárás első és harmadik fázisát az 1 töltőállomáson, második fázisát attól függetlenül, az út mellett leparkolva hajtjuk végre. Első fázis: az 1 töltőállomás aktív 9 tartályegységéből korábbi „tankolásunkkor” feltöltjük a 2 gépjármű szekunder 16 elektrolittartályát és szekunder 15 elektródszuszpenzió-tartályát. Második fázis, amennyiben a 3 akkumulátor újabb feltöltésre szorul: az elhasznált alkotórészeket a szekunder 17 ürítőtartályba juttatjuk, míg az elektródszuszpenziót és az elektrolitot a szekunder 15 elektródszuszpenziótartályból, illetve a szekunder 16 elektrolittartályból a 3 akkumulátorba vezetjük. Ezután a 2 gépjármű folytathatja útját. Harmadik fázis: az 1 töltőállomás újabb elérésekor szekunder 17 ürítőtartály tartalmát az 1 töltőállomás gyűjtő 10 tartályegységébe továbbítjuk.
Helymegtakarítás céljából a szekunder 16 elektrolittartály és a szekunder 17 ürítőtartály célszerűen egyesítve van - csupán együttes térfogatuk meghatározott - és a 18 elválasztóelem osztja ketté őket. A 18 elválasztóelem például membrán vagy dugattyú elven mű20 ködik. Amikor a szekunder 16 elektrolittartály tele van, a szekunder 17 ürítőtartály üres, és fordítva.
A találmány szerinti akkumulátor töltési elrendezés és eljárás elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez alkalmazható, és „tankolásnyi” idő alatt lehetővé teszi az akkumulátorok közvetlen elektromos feltöltés nélküli regenerálását, így az elektromos autók gyakorlatilag a belső égésű motorokkal egyenértékűen üzemelhetnek.

Claims (10)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Villamos árammentes töltési elrendezés akkumulátorokhoz, elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez (2), amely elrendezés töltőállomást (1), akkumulátort (3), egy vagy több beömlőcsonkot (7) és egy vagy több kiömlőcsonkot (8) tartalmaz, a beömlőcsonk (7) elosztóegységhez (6), míg a kiömlőcsonk (8) ürítőegységhez (6) kapcsolódik, az ürítőegység (6) pedig a töltőállomás (1) gyűjtő tartályegységével (10) van összeköttetésben, az elosztóegység (5) a töltőállomás (1) elektródszuszpenziót és/vagy elektrolitot tartalmazó aktív tartályegységével (9) van összeköttetésben, az aktív tartályegység (9) primer elektródszuszpenzió-tartályt (11) és primer elektrolittartályt (12) tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a gépjárműben (2) az akkumulátorhoz (3) az elektródszuszpenziónak az akkumulátoron (3) belüli rögzítésére és az akkumulátorból (3) történő eltávolításának segítésére alkalmas rögzítőkészülék (24) kapcsolódik.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a gyűjtő tartályegység (10) primer ürítőtartályt (13) és adott esetben öblítőtartályt (14) tartalmaz.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a gépjárműben (2) az elosztóegység (5) és az aktív tartályegység (9) közé szekunder elektródszuszpenzió tartály (15) és szekunder elektrolittartály (16), az ürítőegység (6) és a gyűjtőtartályegység (10) közé pedig szekunder ürítőtartály (17) van beiktatva.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az akkumulátor (3) folyadék továbbítására alkalmas vezetékei (4a, 4b, 4c) a gépjármű (2) csatlakozóegységéhez (20), míg a töltőállomás (1) csővezetékei (21a, 21b, 21c) célszerűen a csatlakozóegységhez (20) illeszkedő töltőszervhez (19) kapcsolódnak.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a szekunder elektrolittartály (16) és a szekunder ürítőtartály (17) térfogatuk változtatását megengedő elválasztóelem (18) útján egymással egyesítve vannak.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a gépjárműben (2) az elosztóegység (5) és az ürítőegység (6) az akkumulátor (3) szekunder feltöltésére alkalmas belső vezérlőszervvel (22) vannak összeköttetésben.
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az aktív tartályegység (9) és a gyűjtő tartályegység (10) regenerálóegység (23) útján egymással összeköttetésben vannak.
    HU 221 405 Bl
  8. 8. Villamos árammentes eljárás akkumulátorok (3) töltésére elsősorban villamos meghajtású gépjárművekhez (2) az 1 -7. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés felhasználásával, amelynek során a gépjárműből (2) az elhasznált elektródszuszpenziót és elhasznált ak- 5 kumulátor (3) elektrolitot eltávolítjuk, majd az akkumulátorba (3) regenerált elektrolitot vezetünk, azzal jellemezve, hogy az elektrolit bevezetése előtt az akkumulátorba (3) elektródszuszpenziót vezetünk, és az elektródszuszpenziót rögzítjük.
  9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy töltéskor a töltőállomás (1) töltőszervét (19) a gépjármű (2) csatlakozóegységébe (20) illesztjük, az elhasznált akkumulátor-alkotórészeket a töltőállomás (1) gyűjtő tartályegységébe (10) továbbítjuk, a töltőállo- 15 más (1) aktív tartály egységéből (9) az elektródszuszpenziót és/vagy az elektrolitot egyenletesen az akkumulátorba (3) juttatjuk, a rögzítés után az akkumulátort (3) az elektrolittal adott esetben átöblítjük, és az akkumulátort (3) az elektrolittal feltöltjük, a töltőszervet (19) pedig a csatlakozóegységtől (20) eltávolítjuk.
  10. 10. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az akkumulátorból (3) az elhasznált akkumulátoralkotórészeknek legalább egy részét a gépjármű (2) sze10 kunder ürítőtartályába (17) juttatjuk, ezután vagy ezzel egyidejűleg a gépjármű (2) szekunder elektródszuszpenzió-tartályából (15) és/vagy szekunder elektrolittartályából (16) az elektródszuszpenziót és az elektrolitot az akkumulátorba (3) juttatjuk.
HU9602862A 1996-10-16 1996-10-16 Electric currentless arrangement and method for charging accumulators HU221405B1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9602862A HU221405B1 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Electric currentless arrangement and method for charging accumulators
DE69622440T DE69622440T2 (de) 1996-10-16 1996-12-28 Anordnung und verfahren zur batterieaufladung
PCT/HU1996/000085 WO1998016962A1 (en) 1996-10-16 1996-12-28 Layout and procedure of charging of batteries
EP96942543A EP1029381B1 (en) 1996-10-16 1996-12-28 Layout and procedure of charging of batteries
US09/308,277 US6384569B1 (en) 1996-10-16 1996-12-28 Layout and procedure of charging of batteries
AU11677/97A AU1167797A (en) 1996-10-16 1996-12-28 Layout and procedure of charging of batteries

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9602862A HU221405B1 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Electric currentless arrangement and method for charging accumulators

Publications (4)

Publication Number Publication Date
HU9602862D0 HU9602862D0 (en) 1996-11-28
HUP9602862A2 HUP9602862A2 (hu) 1998-06-29
HUP9602862A3 HUP9602862A3 (en) 2000-03-28
HU221405B1 true HU221405B1 (en) 2002-09-28

Family

ID=89994355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9602862A HU221405B1 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Electric currentless arrangement and method for charging accumulators

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6384569B1 (hu)
EP (1) EP1029381B1 (hu)
AU (1) AU1167797A (hu)
DE (1) DE69622440T2 (hu)
HU (1) HU221405B1 (hu)
WO (1) WO1998016962A1 (hu)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6558825B1 (en) * 2000-05-12 2003-05-06 Reveo, Inc. Fuel containment and recycling system
US6382264B1 (en) * 2000-06-21 2002-05-07 Reveo, Inc. Recyclable fuel distribution, storage, delivery and supply system
TWI253202B (en) * 2001-10-29 2006-04-11 Reveo Inc Containment system
DE10224808A1 (de) * 2002-06-05 2003-12-18 Aloys Wobben Verfahren zum Transportieren elektrischer Energie
WO2006113985A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Hydrogenics Corporation Systems and methods for adaptive energy management in a fuel cell system
US20100241470A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Smith Christopher W System and apparatus for rapid recharging of electric batteries
US10290853B2 (en) * 2014-03-05 2019-05-14 Phinergy Ltd. Pit stop for and method of replacement of electrolyte
US9561737B2 (en) 2014-06-27 2017-02-07 Electro-Motive Diesel, Inc. Mobile aluminum-air battery power system
EP3841019B1 (en) * 2018-08-22 2024-02-14 AlumaPower Corporation Rapid electrolyte replenishment system for aerial drones
EP3841636A4 (en) 2018-08-22 2022-06-01 Alumapower Corporation METAL-AIR BATTERY DEVICE

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4127701A (en) * 1971-11-18 1978-11-28 Energy Development Associates Refuelable electrical energy storage device
US4448858A (en) * 1982-03-26 1984-05-15 California Institute Of Technology Chemically rechargeable battery
US5196275A (en) * 1990-07-19 1993-03-23 Electric Fuel Limited Electrical power storage apparatus
WO1992002964A1 (en) * 1990-07-27 1992-02-20 Luz Electric Fuel Israel Ltd. Rechargeable electrical power storage unit for use in electrical transport system
US5135820A (en) * 1991-02-14 1992-08-04 Jones William E M Apparatus for recirculation of battery electrolyte and method of using same
US5304430A (en) * 1993-02-22 1994-04-19 Hughes Aircraft Company Acid-base concentration cell for electric power generation
US5558947A (en) * 1995-04-14 1996-09-24 Robison; George D. Rechargeable battery system and method and metal-air electrochemical cell for use therein

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9602862A2 (hu) 1998-06-29
AU1167797A (en) 1998-05-11
EP1029381B1 (en) 2002-07-17
WO1998016962A1 (en) 1998-04-23
US6384569B1 (en) 2002-05-07
WO1998016962A8 (en) 1999-10-21
DE69622440D1 (de) 2002-08-22
DE69622440T2 (de) 2002-11-14
HU9602862D0 (en) 1996-11-28
HUP9602862A3 (en) 2000-03-28
EP1029381A1 (en) 2000-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10566671B2 (en) Zinc-air battery
Lam et al. Development of ultra-battery for hybrid-electric vehicle applications
US5196275A (en) Electrical power storage apparatus
EP0557287B1 (en) Electrical energy system
US20170120738A1 (en) Vehicle having an energy storage means
CN105579279B (zh) 用于借助固定主电池组和可更换辅助电池组为电动车辆供电的设备
HU221405B1 (en) Electric currentless arrangement and method for charging accumulators
CN110014878B (zh) 电机驱动的车辆
KR100669825B1 (ko) 전기 에너지 운반 방법
CN110065402A (zh) 车辆
US20190202316A1 (en) Battery charging device and method for vehicle
US20180102577A1 (en) Metal-air battery for a vehicle
CN110834528B (zh) 带有电驱动器的机动车、hv更换式蓄能器和系统
CN110293856A (zh) 配备有次级电池组的电气化车辆
CN109795301A (zh) 电动汽车电池包、电动汽车及换电站
US3781175A (en) Storage battery with exchangeable elements
Albers et al. Automotive absorptive glass-mat lead–acid batteries: State of the art
WO1998016402A1 (en) Electric vehicle
WO1992002964A1 (en) Rechargeable electrical power storage unit for use in electrical transport system
JP2023542140A (ja) 高エネルギおよび高電力要件用の電気化学エネルギ貯蔵システム
WO1992003869A1 (en) Rechargeable electrical power storage unit apparatus for use in an electrical transport system
WO2022013664A1 (en) Electrically driven motorised vehicle with rechargeable battery and trolley provided therewith
JP7440455B2 (ja) アルカリ二次電池の制御方法
US3830662A (en) Method of recharging a storage battery with exchangeable elements
CN213292003U (zh) 一种用于新能源汽车的动力系统

Legal Events

Date Code Title Description
MH4A Lapse of definitive patent protection due to relinquishment