NO802278L - Elektrisk akkumulator. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en elektrisk akkumulator, særlig blyakkumulator for kjøretøystrømforsyning, med flere i en felles blokkasse anordnede enkeltceller som inneholder plateblokker som består av positive og negative elektrodeplater samt av separatorer.

Fra DE-OS 2711708 er det kjent for starting av et kjøretøy foruten et kjøretøybatteri å benytte en ekstra hjel-pestrømkilde. Som hjelpestrømkilde blir det f. eks. benyttet

et oppladbart hjelpebatteri, som er forbundet med en til kjøre-tøybatteriet tilkoblbar ledning. Mellom batteriene er det anordnet en likeretter som tillater en strømføring fra kjøretøy-batteriet til hjelpebatteriet, men sperrer en i motsatt retning flytende strøm. Ved hjelp av en slik anordning skal det ved svakt batteri, særlig ved et batteri som er svakt på grunn a<y>kulde, være mulig å starte en kjøretøymotor uten fremmed hjelp.

Det har ved slike tiltak vist seg ufordelaktig at hjelpestrømkilden foruten en spesiell anbringelse utenfor det for startbatteriet påtenkte rom i. tillegg nødvendiggjør en spesiell elektrisk koblingsanordning for å tilveiebringe en forbindelse med kjøretøybatteriet, forbrukeren og ladeinnret-ningen.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å bygge et akkumulatorbatteri som under avkall av ekstra strømkilder tillater en tidvis økning av den uttagbare effekt. Spesielt skal ved startbatterier for kjøretøyer oppnås en økning av starteffekten uten nevneverdig inngrep i det elektriske kjøretøyanlegg, hvorved såvel husdimensjonene som også de aktive masser skal kunne reduseres i forhold til feanlige batterier med samme effekt.

Denne oppgave blir løst ved at minst to plateblokker er omkoblbare innbyrdes parallelt eller i serie.

I en foretrukket utførelsesform omfatter en akkumulator flere celler, av hvilke to under ladedrift er koblet innbyrdes parallelt. Ved øket belastning på batteriet, f. eks. ved starting, blir parallellkoblingen opphevet, slik at det foreligger en seriekobling av alle celler.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forkkares ved hjelp av utførelseséksempler som er fremstilt på tegninge-ne, som viser: fig. 1 i utsnitt en syvcellet blyakkumulator med en nominell spenning på 12 V for strømforsyning av kjøretøyer,

fig. 2 en koblingsinnretning for det syvcellede batteri, og

fig. 3 et syvcellet blybatteri med to omkoblbare celler, av hvilke en hele tiden er forbundet med en endepol.

Ifølge fig. la inneholder akkumulatoren syv plateblokker, som er anbragt i med celleskillevegger fra hverandre adskilte cellekamre. Plateblokkene 1, 2 og 3 er koblet i serie ved hjelp av mellomcelleforbindelser 8 og 9. På samme måte er plateblokkene 4, 5, 6 og 7 ved hjelp av celleforbindelsene 10, 11 og 12 forbundet med hverandre i seriekobling. Mellom plateblokkene 3 og 4 består imidlertid ingen permanent elektrisk forbindelse. De negative elektroder til plateblokken 3 er sammenfattet ved hjelp av celleforbindelsen 9. På celleforbindelsen befinner det seg en pol 13 for strømuttak.

De positive.elektroder„tll plateblokken 3 er sammenfattet ved hjelp av polbroen 14. Denne polbro omfatter for strømuttak polen 15. Tilsvarende tjener celleforbindelsen 10 til strømuttak fra dej positive elektroder i plateblokken 4. Denne celleforbindelse er forsynt med polen 16. Til strømut-tak fra de negative elektroder i plateblokken 4 benyttes polbroen 17, som er forbundet med polen 18. De negative plater til plateblokken 1 er over polbroen 19 forbundet med den negative endepol 20. Tilsvarende er de ved hjelp av polbroen 21 forbundede positive elektroder i plateblokken 7 forbundet med den positive endepol 22. Antall elektrodeplater i plateblokkene 3 og 4 kan være redusert i forhold til plateantallet i de øvrige plateblokker. Plateblokkene 3 og 4 kan f. eks. hver inneholde tre negative og to^positive elektrodeplater. Det er imidlertid også mulig i plateblokkene 3 og 4 å benytte det samme antall negative og positive elektrodeplater.

Det på fig. lb viste hus tjener til opptak av de på fig. la viste plateblokker 1-7. De for opptak av plateblok.-._ kene benyttede cellerom blir dannet av ytterveggene og bunnen til huset 25 samt ved hjelp av i husets indre anordnede celleskillevegger 26, 27, 28, 29, 30 og 31. Celleforbindelsene 8 og 9 blir derved ført gjennom utsparinger i celleskilleveggene 26 og 27. Gjennomføringsåpningen blir etter monteringen avtettet ved kunststoffomsprøytning. Den mellom celleblokkene 3 og 4 anordnede skillevegg 28 har ingen utsparing, da de elektriske strømuttak 13, 15, 16 og 18 for disse celler er ført i retning oppover. De i celleskilleveggene 29, 30 og 31 anordnede utsparinger tjener til gjennomføring av celleforbindelsene 10, 11 og 12.

For avstengning av huset benyttes det på fig. lc viste huslokk med de elektriske tilkoblinger og elektrolyttinn-fyllingsåpninger. Blybøssingene 32 og 33 er forbundet med polene 20 og 22. De danner den negative og den positive endepol. De ut fra plateblokken 3 førte polbolter 13 og 15 er elektrisk og mekanisk forbundet med de i. lokket anordnede blybøssinger 34 og 35. De til plateblokken 4 hørende polbolter 16 og 18 er tilsvarende forbundet med blybøssingene 36 og 37. Det er også mulig i stedet for blybøssingene 34, 35, 36, 37 i huslokket å anordne innsatte kontaktflater av bly, som er forbundet med polene 13, 15, 16 og 18. Fylleåpningene for de enkelte celler blir lukket ved hjelp av lukkepropper 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44.

Etter innsetting av plateblokken blir huset og huslokket fast forbundet med hverandre ved sveising og celleromme-ne avtettet i forhold til hverandre. Likeledes blir polene elektrisk og mekanisk forbundet med de i lokket anordnede pol-bøssinger.

Den elektriske forbindelse mellom plateblokkene 3 og 4 blir ifølge fig. 2 tilveiebragt ved hjelp av et elektro-magnetisk batteriomkoblingsrelé. Omkoblingsreléet omfatter en aktivatorspole 4 5 som sammen med en startbryter 46 danner en mellom den positive og den negative endepol 33, 32 tilsluttet seriekobling. Så lenge bryteren 46 er åpen, består en elektrisk forbindelse mellom den med polen 15 forbundne relétilkobling A og den med polen 16 forbundne relétilkobling B. Til svarende er polen 13 over tilkoblingskontakten D og tilkoblingskontakten C forbundet med polen 18. Ved åpnet bryter 46 foreligger således en parallellkobling mellom de positive og negative elektrodeplater til plateblokkene 3 og 4. Ved betjening av bryteren 46 blir reléviklingen 4 5 aktivert, slik at de elektriske forbindelser mellom A og B samt mellom C og D oppdeles. Parallellkoblingen av plateblokkene 3 og 4 blir dermed opphevet. Ved omkobling fremkommer en ny forbindelse mellom A og C, hvorved polene 15 og 18 blir forbundet med hverandre. Det foreligger således en elektrisk seriekobling mellom alle syv celleblokker. I tillegg blir for betjening av startmotoren relékontakten E forbundet med batteriets positive klemmer.

Det er således mulig under startprosessen ved seriekobling av plateblokkene!3 og 4 å. bevirke en økning av klemmespenningen og således den uttagbare effekt. Etter startprosessen blir plateblokkene 3 og 4 igjen koblet parallelt, slik at det ved akkumulatorklemmene igjen ligger den nominelle spenning. Hensiktsmessig tjener det på fig. 2 viste batteriomkoblingsrelé samtidig som startbryter. Det er imidlertid også mulig over kontakten E å betjene en vanlig startbryter. Den elektriske og mekaniske forbindelse mellom batteriomkobleren ifølge fig. 2 og batteriet blir hensiktsmessig tilveiebragt ved sammenskruing av relétilkoblingene A, B, C og D med polene 34, 35, 36, 37. Videre er hver gang en tilkobling til endepolene 32, 3 3 samt en tilkobling til startbryteren samt til starteren nødvendig. Det er imidlertid også mulig ved hjelp av en kleminnretning å forbinde relétilkoblingene A, B, C og D med i lokket innsatte kontaktflater, hvorved kontaktflatene er tilkoblet til polene 13, 15, 16, 18. Derved blir de av kob-ber eller messing bestående relékontakter innpresset i de av bly bestående kontaktflater på. lokket. Det er videre mulig å utstyre kontaktflatene med en gjenge for opptak av tilkoblingsbolter, som over elektriske ledninger forbindes med et separat koblingshus. Under driften med øket batterispenning opptrer ingen spesielle problemer, da en vanlig kjørtøylys-maskin med ca. 14,5 V i alle tilfeller tilveiebringer spenn- inger som er høyere enn batteriets nominelle spenning. Be-skadigelser av den tilkoblede forbruker under utladning er således ikke å vente. Etter startprosessen blir batteriet igjen koblet tilbake til sin nominelle spenning. Deretter kan det opplades ved hjelp av en vanlig lysmaskin,eller dynamo.

Fig. 3a viser et syvcellet bilbatteri: med en nominell spenning på 12 V og som er beregnet på å tilføre strøm til kjøretøyet. Cellene 51, 52, 53, 54 og 55 omfatter de i startbatterier vanlige>.:plateblokker på f. eks. fire positive og fem negative elektrodeplater, som hver over platefaner er parallellkoblet til hverandre. Plateblokkene i cellene 51 - 55 er ved hjelp av den i akkumulatorbatteriet vanlige seriekobling fast forbundet med hverandre over celleforbindelser 58, 59, 60 og 61. De negative platefaner til plateblokken 51 er over en polbro 19 forbundet med den negative endepol 20.

De positive plater til plateblokken 55 er over celleforbindelsen 62 tilkoblet til plateblokkens.. 56 negative plater. De positive plater til denne plateblokk er forbundet over polbroen 63 med polen 64. Plateblokken 56 har likeledes som den hosliggende, med den positive endepol 22 forbundne plateblokk 57 et redusert antall plater. De positive elektrodesatser til plateblokkene 56, 57 består f. eks. av hver gang to elektrodeplater og de negative elektroder f. eks. av hver gang tre elektrodeplater. Det er imidlertid også mulig å benytte plateblokker 56, 57 med et likt antall elektrodeplater for begge polariteter. Derved blir fortrinnsvis tre positive og tre negative elektrodeplater benyttet pr. plateblokk. For utladning blir plateblokkene koblet elektrisk i serie, slik at de positive plater til blokken 56 er forbundet over polene 64 og 66 med de negative plater til plateblokken 57. Ved ladning er derimot de positive og de negative plater til blokkene 56 og 57 hver gang koblet innbyrdes parallelt, slik at polen 65 er:, forbundet med endepolen 22 og den med celleforbindelsen 62 forbundne pol 65 med polen 66.

For tildekning av batterihuset er det anordnet det på fig. 3b viste lokk. Endepolene 20 og 22 er forbundet med tilkoblingspolene 32 og 33. Polene 64, 65 og 66 er tilkoblet til i lokket anordnede polbøssinger 67, 68 og 69. Det er imidlertid også mulig i stedet for polbøssingene 67, 68, 69 å benytte i lokket innsatte kontaktflater av bly.

Omkoblingen fra nominell spenning til øket dri.fts-spenning blir igjen foretatt ved hjelp av det på fig. 2 viste batteriomkoblingsrelé. Derved er kontaktene A og B forbundet med polen 67 og endepolen 33. Relékontaktene C og D er forbundet med polene 69 og 68.

j -_.yéd en-.ytterligere fordelaktig utforming består akkumulatoren av flere plateblokkpar, som under vanlig drift er koblet parallelt, men som for økning av starteffekten kan kobles i serie. Omkoblingen av flere plateblokkpar fra parallellkobling til seriekobling skjer derved i avhengighet av den i belastningstilfelle målte klemmespenning. Ved hjelp av et koblingsapparat er det mulig i steden for de seks celler til et 12 V startbatteri å benytte opp til tolv celler, hvorved hver gang to celler kobles innbyrdes parallelt, henholds-vis i serie. Et slikt batteri har ingen gjennom celleskilleveggene førte celleforbindelser. De elektriske forbindelser mellom cellene blir tilveiebragt ved. hjelp av på polbroene til plateblokkene anordnede poler via et tilkoblet koblingsapparat.

Det er videre mulig å styre batteriomkobleren over sensorer, som befinner seg i batteriet. Fortrinnsvis blir det benyttet en sensor som styrer batteriomkobleren i avhengighet av retningen til den i akkumulatoren flytende strøm. Så lenge det foreligger en utladningsstrøm, er de omkoblbare plateblokker koblet i serie. Ved tilførsel av en ladestrøm blir det derimot foretatt en parallellkobling av plateblokkene. Det foreligger således under en utladningsprosess hele tiden en i forhold til den nominelle spenning øket klemmespenning til rådighet, som også fører til en øket effektavgivning.

Claims (8)

1. i. Elektrisk, akkumulator, særlig blyakkumulator, for kjøretøystrømforsyning, med flere i en felles blokkasse anordnede enkeltceller, som inneholder plateblokker som består av positive og negative elektrodeplater samt separatorer, karakterisert ved at minst to plateblokker (3, 4,

56, 57) er omkoblbare innbyirdes parallelt eller i serie.

2. Akkumulator ifølge krav 1, k a. r a;k...t-e. r i..s; e_r::tw ved at polbroene til to plateblokker (3, 4, 56, 57) er forbundet med i lokket innsatte kontaktflater.

3. Akkumulator ifølge krav 2, karakterisert ved at det over lokket er anordnet et koblingshus, som inneholder kontakter som er påsettbare på de i lokket anordnede kontaktflater.

4. Akkumulator ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at koblingshus og lokk ved sammenspenning er elektrisk og mekanisk forbundet med hverandre.

5. Akkumulator ifølge krav 2 eller 3, k a r a k tten-risert ved at kontaktflatene i lokket er utstyrt med gjenger, i hvilke det kan innskrus tilkoblingsbolter.

6. Akkumulator ifølge krav 1, karakterisert ved at foruten endepolene (32, 33) er polbroene til to plateblokker (3, 4, 56, 57) forbundet over poler (13, 15, 16, 18,

64, 65, 66) med gjennom lokket førte polbøssinger (34, 35, 36, 37, 67, 68, 69).

7. Akkumulator ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at tilkoblingsboltene eller polbøssingene (34, 35, 36, 37, 67, 68, 69) er tilkoblbare til et koblingshus.

8. Akkumulator ifølge krav 7, karakterisert ved at koblingshuset er påsettbart på akkumulatorhuset.