WO2007128292A2 - Battery with electrolyte mixing apparatus - Google Patents

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WO2007128292A2
WO2007128292A2 PCT/DE2007/000833 DE2007000833W WO2007128292A2 WO 2007128292 A2 WO2007128292 A2 WO 2007128292A2 DE 2007000833 W DE2007000833 W DE 2007000833W WO 2007128292 A2 WO2007128292 A2 WO 2007128292A2
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Definitions

  • the invention relates to a battery with liquid electrolyte, hereinafter called liquid electrolyte battery, preferably in moving vehicles, such. B. in cars, boats or aircraft is used and has a device for electrolyte mixing.
  • the endeavor of the vehicle industry for lightweight construction also relates to the saving of battery weight.
  • the demand for higher battery power increases, since in addition to the conventional energy for starting z. B. a car and energy for additional aggregates such as power windows, Stellmptore for adjusting the seats or for electrically heating the seats is needed.
  • Battery power is understood below to mean the capacity of the battery as well as the ability of the battery to supply power or to draw power. Battery performance is affected by various factors known to those skilled in the art.
  • the object of the invention is to provide a liquid electrolyte battery with electrolyte mixing by accelerated movements of the battery, wherein the electrolyte mixing is to be improved over the prior art.
  • the object is achieved by means of a battery according to claim 1 and 4, wherein the battery according to claim 1 comprises:
  • a housing with side walls, a caseback and a cover This housing forms a battery cell. Usually several such battery cells are combined to form a battery with a multiple housing.
  • the plate-shaped electrodes are covered, which are covered by the liquid electrolyte.
  • a flow channel plate is arranged spaced apart, so that between the respective battery housing wall and the flow channel plate ever a flow channel is formed in the battery housing is a liquid electrolyte whose level reaches beyond the top of the electrodes at the upper end of the flow channel plate an electrolyte inlet opening is provided whose edge is slightly higher than the electrolyte level, so that sloshes in a braking or acceleration process, the electrolyte over the edge of the electrolyte inlet opening. Since the liquid level in the flow channel is now somewhat higher than the level outside the flow channel, the electrolyte flows downwards in the flow channel, causing both levels to equalize again.
  • both sections are bent at right angles, so that the bent portions are parallel to the lower edge of the electrodes.
  • Both sections are of equal length, leaving between the ends of these sections a space which serves as a flow-through, through which the electrolyte flows between the electrodes.
  • the flow-through opening is dimensioned so that the electrolyte volume flowing in via the electrolyte inlet opening can rapidly pass through the flow-through opening, ie. H. that a backwater is avoided.
  • the cross section of the flow opening is at least as large as the cross section of a flow channel. This ensures that the electrolyte can drain off quickly enough.
  • the battery according to claim 4 also has a housing with side walls, a housing bottom and a cover. In the preferably rectangular housing, the plate-shaped electrodes are covered, which are covered by the liquid electrolyte.
  • a liquid electrolyte Umnachvorraum For circulating the electrolyte in a positive or negative acceleration of the battery in a preferred direction, a liquid electrolyte Umnachvorraum is provided which has the following features:
  • one flow channel plate is arranged at a distance, so that a respective flow channel is formed between the respective battery housing wall and the flow channel plate.
  • a liquid electrolyte whose level reaches beyond the top of the electrodes.
  • an electrolyte inlet opening is provided, the edge of which is slightly higher than the electrolyte level, so that sloshes in a braking or acceleration process, the electrolyte over the edge of the electrolyte inlet opening. Since now the liquid level in the flow channel is slightly higher than the level outside the flow channel, the electrolyte flows in the flow channel downwards, so that thereby equalize both water levels again.
  • the lower ends of the flow channel plates are connected to a plate which is parallel to the lower edge of the electrodes.
  • holes are provided whose distribution and size are designed so that the downwardly flowing electrolyte volume is distributed without delay evenly across the bottom of the battery.
  • Fig. 1 shows a side sectional view of the first invention
  • Liquid electrolyte battery in a first embodiment with a schematic representation of the flow of electrolyte.
  • Fig. 2 shows a side sectional view of the first invention
  • Liquid electrolyte battery in a second embodiment with a schematic representation of the flow of electrolyte.
  • Fig. 3 shows a side sectional view of the second invention
  • Liquid electrolyte battery with a schematic representation of the electrolyte flow Liquid electrolyte battery with a schematic representation of the electrolyte flow.
  • Fig. 4 shows an empty battery box according to the prior art.
  • Fig. 4 shows a battery box with 6 cells. All the following explanations relate to a single cell, this cell being shown in FIGS. 1 to 3 from the direction indicated by reference numeral 1c in FIG.
  • FIG. 1 shows a side sectional view of the first liquid electrolyte battery according to the invention in a first embodiment.
  • a housing with side walls 1a, 1b, a housing bottom 1e and a cover contains vertical plate electrodes 2 and a liquid electrolyte 3.
  • This housing forms a battery cell.
  • several battery cells are combined to form a battery with a multiple housing, as shown in FIG. 4.
  • the level of the electrolyte is indicated by 3a.
  • a respective flow channel plate 4a and 4b is arranged so that between the respective battery housing wall 1a, 1b and the flow channel plate 4a, 4b depending on a flow channel 5a, 5b is formed.
  • an electrolyte inlet opening 6a, 6b is provided, the edge of which is slightly higher than the electrolyte level 3a, so that during a braking or acceleration process the electrolyte spills over the edge of the electrolyte inlet opening. Since the liquid level in the flow channel 5 is now somewhat higher than the liquid level 3 outside the flow channel 5, the electrolyte 3 flows downwards in the flow channel.
  • both sections 7a, 7b are of equal length, with a free space remaining between the ends of these sections 7a, 7b, which serves as a flow-through opening 8, through which the electrolyte 3 flowing downwards from the flow channels 5 flows between the electrodes.
  • the flow-through opening 8 is dimensioned so that the electrolyte volume flowing in via the electrolyte inlet opening can rapidly pass through the flow-through opening, ie. H. that a backwater is avoided.
  • the upper lighter acid mixed with the lower heavier acid so that a so-called stratification is avoided.
  • Fig. 2 shows a side sectional view of the first liquid electrolyte battery according to the invention in a second embodiment.
  • FIG. 2 shows a side sectional view of an embodiment of the second liquid electrolyte battery according to the invention, in which the lower end portions of the flow channel plates 4a, 4b are connected to a horizontal plate 10.
  • holes 9 are provided, the arrangement and size are dimensioned so that the flowing through electrolyte is optimally distributed.
  • the technical teaching of FIG. 2 is used.

Abstract

The invention relates to a liquid electrolyte battery, which is preferably used in moving vehicles, such as, for example, in passenger motor vehicles, on ships or in aircraft. Apparatuses are arranged in the battery which cause the electrolyte to circulate. This circulation is brought about by means of internals, which produce a pumping effect when the battery moves and therefore a circulation, wherein these internals have special apparatuses for uniform mixing of the entire electrolyte volume.

Description

Batterie mit Elektrolytdurchmischungsvorrichtung Battery with electrolyte mixing device
Die Erfindung betrifft eine Batterie mit flüssigem Elektrolyt, nachfolgend Flüssigelektrolytbatterie genannt, die vorzugsweise in bewegten Fahrzeugen, wie z. B. in PKW, Booten oder Flugzeugen zum Einsatz kommt und eine Vorrichtung zur Elektrolytdurchmischung aufweist.The invention relates to a battery with liquid electrolyte, hereinafter called liquid electrolyte battery, preferably in moving vehicles, such. B. in cars, boats or aircraft is used and has a device for electrolyte mixing.
Das Bestreben der Fahrzeugindustrie nach Leichtbauweise betrifft auch die Einsparung von Batteriegewicht. Gleichzeitig steigt jedoch die Anforderung nach höherer Batterieleistung, da neben der herkömmlichen Energie zum Starten z. B. eines PKW auch Energie für zusätzliche Aggregate wie elektrische Fensterheber, Stellmptore zum Verstellen der Sitze oder auch zum elektrischen Beheizen der Sitze benötigt wird. Ferner ist es wünschenswert, die Batterieleistung über die Lebensdauer der Batterie möglichst auf einem konstanten hohen Niveau zu halten, da zunehmend auch sicherheitsrelevante Funktionseinheiten wie Lenkung und Bremsen elektrisch gesteuert und betätigt werden. Unter Batterieleistung wird nachfolgend die Kapazität der Batterie sowie die Fähigkeit der Batterie zur Stromabgabe bzw. zur Stromaufnahme verstanden. Die Batterieleistung wird von verschiedenen, dem Fachmann bekannten Faktoren beeinflußt.The endeavor of the vehicle industry for lightweight construction also relates to the saving of battery weight. At the same time, however, the demand for higher battery power increases, since in addition to the conventional energy for starting z. B. a car and energy for additional aggregates such as power windows, Stellmptore for adjusting the seats or for electrically heating the seats is needed. Further, it is desirable to keep the battery power over the life of the battery as possible at a constant high level, as increasingly safety-related functional units such as steering and brakes are electrically controlled and operated. Battery power is understood below to mean the capacity of the battery as well as the ability of the battery to supply power or to draw power. Battery performance is affected by various factors known to those skilled in the art.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Maßnahmen bekannt, um die Leistung einer Batterie mit einem flüssigen Elektrolyten, wie z. B. einer Blei-Säure- Batterie, zu erhöhen. Ein besonderes Problem bei Blei-Säure-Batterien ist die sogenannte Stratifikation der Säure, d. h. die Säurekonzentration ist bezüglich der Elektrodenfläche nicht gleichmäßig. Das bewirkt, daß die Elektroden an Stellen, an denen die Säurekonzentration zu hoch ist, korrodieren, so daß sich die Le- bensdauer der Batterie vermindert, und an den Elektrodenstellen, an denen die Säurekonzentration zu gering ist, erreicht die Batterie nicht ihre volle Leistung.From the prior art, various measures are known to the performance of a battery with a liquid electrolyte, such. As a lead-acid battery to increase. A particular problem with lead-acid batteries is the so-called stratification of the acid, ie the acid concentration is not uniform with respect to the electrode surface. This causes the electrodes to corrode at locations where the acid concentration is too high, causing the electrodes to leak. Battery life is reduced, and at the electrode sites where the acid concentration is too low, the battery will not reach full capacity.
Daher sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren entwickelt worden, um den Elektrolyten umzuwälzen, damit die Säurekonzentration in allen Volumenabschnitten der Batterie gleich groß ist. Bei stationären Batterien wird z. B. Luft in den Elektrolyten eingeblasen. Für Fahrzeugbatterien sind Elektrolytdurchmi- schungsvorrichtungen bekannt, die als hydrostatische Pumpen bezeichnet werden. Diese Vorrichtungen sind nur bei sich bewegenden Fahrzeugen wirksam, da sie Brems- und Beschleunigungsvorgänge in Verbindung mit der Massenträgheitskraft des flüssigen Elektrolyten nutzen. Diese Technik ist dem Fachmann bekannt, so daß lediglich beispielhaft auf die Dokumente US 4,963,444; US 5,096,787 und US 5,032,476 und DE 297 18 004.5 und speziell auf G 91 15 163.5 und G 91 15 597.5 verwiesen wird.Therefore, various devices and methods have been developed for circulating the electrolyte so that the acid concentration is equal in all volume portions of the battery. For stationary batteries z. B. blown air into the electrolyte. For vehicle batteries, electrolyte mixing devices known as hydrostatic pumps are known. These devices are effective only on moving vehicles because they use braking and acceleration operations in conjunction with the inertial force of the liquid electrolyte. This technique is known to those skilled in the art, so that by way of example only documents US 4,963,444; US 5,096,787 and US 5,032,476 and DE 297 18 004.5 and specifically to G 91 15 163.5 and G 91 15 597.5.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch ermittelt, daß mit diesen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen noch keine optimale Elektrolytdurchmischung erreichbar ist.However, the inventors of the present invention have determined that with these prior art devices, optimum electrolyte intermixing is still not achievable.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Flüssigelektrolytbatterie mit Elektrolytdurchmischung durch beschleunigte Bewegungen der Batterie, wobei die Elektrolytdurchmischung gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden soll.The object of the invention is to provide a liquid electrolyte battery with electrolyte mixing by accelerated movements of the battery, wherein the electrolyte mixing is to be improved over the prior art.
Die Aufgabe wird mittels einer Batterie nach Anspruch 1 und 4 gelöst, wobei die Batterie nach Anspruch 1 aufweist:The object is achieved by means of a battery according to claim 1 and 4, wherein the battery according to claim 1 comprises:
Ein Gehäuse mit Seitenwänden, einem Gehäuseboden und einer Abdeckung. Dieses Gehäuse bildet eine Batteriezelle. Meist sind mehrere solcher Batteriezel- len zu einer Batterie mit einem Mehrfachgehäuse zusammengefaßt. In dem vorzugsweise rechteckigen Gehäuse sind die plattenförmigen Elektroden angeordnet, die von dem Flüssigelektrolyt bedeckt sind. Zum Umwälzen des Elektrolyts bei einer positiven oder negativen Beschleunigung der Batterie in einer Vorzugsrichtung ist eine Flüssigelektrolyt- Umwälzvorrichtung vorgesehen, die nachfolgende Merkmale aufweist:A housing with side walls, a caseback and a cover. This housing forms a battery cell. Usually several such battery cells are combined to form a battery with a multiple housing. In the preferably rectangular housing, the plate-shaped electrodes are covered, which are covered by the liquid electrolyte. For circulating the electrolyte in a positive or negative acceleration of the battery in a preferred direction, a liquid electrolyte Umwälzvorrichtung is provided which has the following features:
Parallel zu den senkrechten Kanten der Elektroden ist je eine Strömungskanalplatte beabstandet angeordnet, so daß zwischen der jeweiligen Batteriegehäusewand und der Strömungskanalplatte je ein Strömungskanal ausbildet ist, In dem Batteriegehäuse ist ein Flüssigelektrolyt, dessen Pegelstand bis über die Oberkante der Elektroden reicht Am oberen Ende der Strömungskanalplatte ist eine Elektrolyteinfangöffnung vorgesehen, deren Rand etwas höher liegt als der Elektrolytpegel, so daß bei einem Brems- oder Beschleunigungsvorgang der Elektrolyt über den Rand der Elektrolyteinfangöffnung schwappt. Da nun der Flüssigkeitspegel in dem Strömungskanal etwas höher ist als der Pegel außerhalb des Strömungskanals, strömt der Elektrolyt in dem Strömungskanal abwärts wodurch sich beide Pegelstände wieder angleichen.Parallel to the vertical edges of the electrodes, a flow channel plate is arranged spaced apart, so that between the respective battery housing wall and the flow channel plate ever a flow channel is formed in the battery housing is a liquid electrolyte whose level reaches beyond the top of the electrodes at the upper end of the flow channel plate an electrolyte inlet opening is provided whose edge is slightly higher than the electrolyte level, so that sloshes in a braking or acceleration process, the electrolyte over the edge of the electrolyte inlet opening. Since the liquid level in the flow channel is now somewhat higher than the level outside the flow channel, the electrolyte flows downwards in the flow channel, causing both levels to equalize again.
Am unteren der Ende Strömungskanalplatten sind diese rechtwinklig abgebogen, so daß die abgebogenen Abschnitte parallel zu der Unterkante der Elektroden verlaufen. Beide Abschnitte sind gleich lang, wobei zwischen den Enden dieser Abschnitte ein Freiraum bleibt, der als Durchströmöffnung dient, durch die hindurch der Elektrolyt zwischen die Elektroden einströmt. Die Durchströmöffnung ist so dimensioniert ist, daß das über die Elektrolyteinfangöffnung einströmende Elektrolytvolumen zügig die Durchströmöffnung passieren kann, d. h. das ein Rückstau vermieden wird.At the bottom of the end flow channel plates, these are bent at right angles, so that the bent portions are parallel to the lower edge of the electrodes. Both sections are of equal length, leaving between the ends of these sections a space which serves as a flow-through, through which the electrolyte flows between the electrodes. The flow-through opening is dimensioned so that the electrolyte volume flowing in via the electrolyte inlet opening can rapidly pass through the flow-through opening, ie. H. that a backwater is avoided.
Nach Anspruch 2 ist der Querschnitt der Durchströmöffnung wenigstens so groß wie der Querschnitt eines Strömungskanals. So wird sicher gewährleistet, daß der Elektrolyt ausreichend schnell abließen kann.According to claim 2, the cross section of the flow opening is at least as large as the cross section of a flow channel. This ensures that the electrolyte can drain off quickly enough.
Nach Anspruch 3 sind in den waagerechten Abschnitten Löcher vorgesehen, deren Verteilung und Größe so ausgebildet sind, daß das abwärtsströmende Elektrolytvolumen weitgehend gleichmäßig über die gesamte Unterseite der Elektrodenplatten verteilt wird. Diese nahezu gleichmäßige Verteilung des Elektrolyten verhindert weitgehend undurchmischte Zonen zwischen den Elektrodenplatten. Die Batterie nach Anspruch 4 weist ebenfalls ein Gehäuse mit Seitenwänden, einem Gehäuseboden und einer Abdeckung auf. In dem vorzugsweise rechteckigen Gehäuse sind die plattenförmigen Elektroden angeordnet, die von dem Flüssigelektrolyt bedeckt sind.According to claim 3 holes are provided in the horizontal sections whose distribution and size are formed so that the downwardly flowing electrolyte volume is distributed substantially uniformly over the entire underside of the electrode plates. This nearly uniform distribution of the electrolyte largely prevents intertwined zones between the electrode plates. The battery according to claim 4 also has a housing with side walls, a housing bottom and a cover. In the preferably rectangular housing, the plate-shaped electrodes are covered, which are covered by the liquid electrolyte.
Zum Umwälzen des Elektrolyts bei einer positiven oder negativen Beschleunigung der Batterie in einer Vorzugsrichtung ist eine Flüssigelektrolyt- Umwälzvorrichtung vorgesehen, die nachfolgende Merkmale aufweist:For circulating the electrolyte in a positive or negative acceleration of the battery in a preferred direction, a liquid electrolyte Umwälzvorrichtung is provided which has the following features:
Parallel zu den senkrechten Kanten der Elektroden ist je eine Strömungskanalplatte beabstandet angeordnet, so daß zwischen der jeweiligen Batteriegehäusewand und der Strömungskanalplatte je ein Strömungskanal ausbildet ist. In dem Batteriegehäuse ist ein Flüssigelektrolyt, dessen Pegelstand bis über die Oberkante der Elektroden reicht. Am oberen Ende der Strömungskanalplatte ist eine Elektrolyteinfangöffnung vorgesehen, deren Rand etwas höher liegt als der Elektrolytpegel, so daß bei einem Brems- oder Beschleunigungsvorgang der Elektrolyt über den Rand der Elektrolyteinfangöffnung schwappt. Da nun der Flüssigkeitspegel in dem Strömungskanal etwas höher ist als der Pegel außerhalb des Strömungskanals, strömt der Elektrolyt in dem Strömungskanal abwärts, so daß sich dadurch beide Pegelstände wieder angleichen.Parallel to the vertical edges of the electrodes, one flow channel plate is arranged at a distance, so that a respective flow channel is formed between the respective battery housing wall and the flow channel plate. In the battery housing is a liquid electrolyte whose level reaches beyond the top of the electrodes. At the upper end of the flow channel plate an electrolyte inlet opening is provided, the edge of which is slightly higher than the electrolyte level, so that sloshes in a braking or acceleration process, the electrolyte over the edge of the electrolyte inlet opening. Since now the liquid level in the flow channel is slightly higher than the level outside the flow channel, the electrolyte flows in the flow channel downwards, so that thereby equalize both water levels again.
Die unteren Enden der Strömungskanalplatten sind mit einer Platte verbunden, die parallel zu der Unterkante der Elektroden verläuft. In dieser Platte sind Löcher vorgesehen, deren Verteilung und Größe so ausgebildet sind, daß das abwärts- strömende Elektrolytvolumen ohne Zeitverzug gleichmäßig über die Unterseite der Batterie verteilt wird.The lower ends of the flow channel plates are connected to a plate which is parallel to the lower edge of the electrodes. In this plate holes are provided whose distribution and size are designed so that the downwardly flowing electrolyte volume is distributed without delay evenly across the bottom of the battery.
Es ist dem Fachmann klar, daß eine Batterie, welche die technische Lehre nach den Ansprüchen 1 oder 4 nutzt, vorzugsweise rechteckig ausgebildet sein wird. Die technische Lehre kann jedoch auch an andere Batterieformen angepaßt werden, ohne das dazu eine erfinderische Tätigkeit notwendig ist. Es ist weiterhin klar, daß die Löcher nicht rund sein müssen oder auch Schlitze und andere Durchbrüche sein können. Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen.It is clear to the person skilled in the art that a battery which uses the technical teaching according to claims 1 or 4 will preferably be rectangular. However, the technical teaching can also be adapted to other types of batteries, without an inventive step is necessary. It is also clear that the holes need not be round or slots and other breakthroughs may be. Further measures and advantages of the invention will become apparent from the following description of the embodiments in conjunction with the accompanying schematic drawings.
Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittansicht der ersten erfindungsgemäßenFig. 1 shows a side sectional view of the first invention
Flüssigelektrolytbatterie in einer ersten Ausführungsform mit einer schematischen Darstellung des Elektrolytflusses.Liquid electrolyte battery in a first embodiment with a schematic representation of the flow of electrolyte.
Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht der ersten erfindungsgemäßenFig. 2 shows a side sectional view of the first invention
Flüssigelektrolytbatterie in einer zweiten Ausführungsform mit einer schematischen Darstellung des Elektrolytflusses.Liquid electrolyte battery in a second embodiment with a schematic representation of the flow of electrolyte.
Fig. 3 zeigt eine seitliche Schnittansicht der zweiten erfindungsgemäßenFig. 3 shows a side sectional view of the second invention
Flüssigelektrolytbatterie mit einer schematischen Darstellung des Elektrolytflusses.Liquid electrolyte battery with a schematic representation of the electrolyte flow.
Fig. 4 zeigt einen leeren Batteriekasten nach dem Stand der Technik.Fig. 4 shows an empty battery box according to the prior art.
Die nachfolgende Erläuterung der Erfindung beginnt mit dem Stand der Technik nach Fig. 4, da dadurch die Erfindung leichter verständlich wird.The following explanation of the invention begins with the prior art of Fig. 4, as this makes the invention easier to understand.
Die Fig. 4 zeigt einen Batteriekasten mit 6 Zellen. Alle nachfolgenden Erläuterun- gen beziehen sich auf eine einzige Zelle, wobei diese Zelle in Fig. 1 bis 3 von der Richtung aus dargestellt ist, die in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 1c bezeichnet ist.Fig. 4 shows a battery box with 6 cells. All the following explanations relate to a single cell, this cell being shown in FIGS. 1 to 3 from the direction indicated by reference numeral 1c in FIG.
Die Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittansicht der ersten erfindungsgemäßen Flüs- sigelektrolytbatterie in einer ersten Ausführungsform.1 shows a side sectional view of the first liquid electrolyte battery according to the invention in a first embodiment.
Ein Gehäuse mit Seitenwänden 1a, 1b, einem Gehäuseboden 1e und einer Abdeckung enthält senkrecht stehende Plattenelektroden 2 und einen flüssigen Elektrolyten 3. Dieses Gehäuse bildet eine Batteriezelle. Meist sind mehrere sol- eher Batteriezellen zu einer Batterie mit einem Mehrfachgehäuse zusammengefaßt, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Pegelstand des Elektrolyten ist mit 3a gekennzeichnet. Parallel zu den senkrechten Kanten der Elektroden ist je eine Strömungskanalplatte 4a und 4b so angeordnet, so daß zwischen der jeweiligen Batteriegehäusewand 1a, 1 b und der Strömungskanalplatte 4a, 4b je ein Strömungskanal 5a, 5b ausbildet ist. Am oberen Ende jeder Strömungskanalplatte 4 ist eine Elektro- lyteinfangöffnung 6a, 6b vorgesehen, deren Rand etwas höher liegt als der Elektrolytpegel 3a, so daß bei einem Brems- oder Beschleunigungsvorgang der Elektrolyt über den Rand der Elektrolyteinfangöffnung schwappt. Da nun der Flüssigkeitspegel in dem Strömungskanal 5 etwas höher ist als der Flüssigkeitspegel 3 außerhalb des Strömungskanals 5, strömt der Elektrolyt 3 in dem Strömungska- nal abwärts.A housing with side walls 1a, 1b, a housing bottom 1e and a cover contains vertical plate electrodes 2 and a liquid electrolyte 3. This housing forms a battery cell. In most cases, several battery cells are combined to form a battery with a multiple housing, as shown in FIG. 4. The level of the electrolyte is indicated by 3a. Parallel to the vertical edges of the electrodes, a respective flow channel plate 4a and 4b is arranged so that between the respective battery housing wall 1a, 1b and the flow channel plate 4a, 4b depending on a flow channel 5a, 5b is formed. At the upper end of each flow channel plate 4, an electrolyte inlet opening 6a, 6b is provided, the edge of which is slightly higher than the electrolyte level 3a, so that during a braking or acceleration process the electrolyte spills over the edge of the electrolyte inlet opening. Since the liquid level in the flow channel 5 is now somewhat higher than the liquid level 3 outside the flow channel 5, the electrolyte 3 flows downwards in the flow channel.
Am unteren der Ende Strömungskanalplatten sind diese rechtwinklig abgebogen, so daß die abgebogenen Abschnitte 7a, 7b parallel zu der Unterkante der Elektroden verlaufen. Beide Abschnitte 7a, 7b sind gleich lang, wobei zwischen den Enden dieser Abschnitte 7a, 7b ein Freiraum bleibt, der als Durchströmöffnung 8 dient, durch die hindurch der aus den Strömungskanälen 5 abwärtsströmende Elektrolyt 3 zwischen die Elektroden einströmt. Die Durchströmöffnung 8 ist so dimensioniert ist, daß das über die Elektrolyteinfangöffnung einströmende Elektrolytvolumen zügig die Durchströmöffnung passieren kann, d. h. das ein Rück- stau vermieden wird. So vermischt sich die obere leichtere Säure mit der unteren schwereren Säure, so daß eine sogenannte Stratifikation vermieden wird.At the bottom of the end flow channel plates, these are bent at right angles, so that the bent portions 7a, 7b are parallel to the lower edge of the electrodes. Both sections 7a, 7b are of equal length, with a free space remaining between the ends of these sections 7a, 7b, which serves as a flow-through opening 8, through which the electrolyte 3 flowing downwards from the flow channels 5 flows between the electrodes. The flow-through opening 8 is dimensioned so that the electrolyte volume flowing in via the electrolyte inlet opening can rapidly pass through the flow-through opening, ie. H. that a backwater is avoided. Thus, the upper lighter acid mixed with the lower heavier acid, so that a so-called stratification is avoided.
Die Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht der ersten erfindungsgemäßen Flüssigelektrolytbatterie in einer zweiten Ausführungsform.Fig. 2 shows a side sectional view of the first liquid electrolyte battery according to the invention in a second embodiment.
In Fig. 2 weisen die Abschnitte 7a, 7b zusätzliche Löcher 9 auf, so daß eine noch bessere Verteilung der Säure 3 erfolgt. Die Löcher 9 sind im vorliegenden Beispiel so angeordnet, daß die Lochdurchmesser zur Mitte hin, d. h. zur Durchströmöffnung 8 größer werden. Damit wird berücksichtigt, daß die Strömungsge- schwindigkeit der abwärtsströmenden Säure in Richtung der Durchströmöffnung 8 abnimmt. Diese Lochanordnung gewährleistet demzufolge, daß aus den Löchern nahezu die gleiche Elektrolytmenge zwischen die Elektroden strömt. Die Fig. 3 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform der zweiten erfindungsgemäßen Flüssigelektrolytbatterie, bei der die unteren Endabschnitte der Strömungskanalplatten 4a, 4b mit einer waagerechten Platte 10 verbunden sind. In dieser Platte 10 sind Löcher 9 vorgesehen, deren Anordnung und Größe so bemessen sind, daß der durchströmende Elektrolyt optimal verteilt wird. Dazu wird die technische Lehre nach Fig. 2 angewendet.In Fig. 2, the sections 7a, 7b additional holes 9, so that an even better distribution of the acid 3 takes place. The holes 9 are arranged in the present example so that the hole diameter toward the center, ie the flow opening 8 are larger. This takes into account that the flow velocity of the downflowing acid decreases in the direction of the flow-through opening 8. As a result, this hole arrangement ensures that almost the same amount of electrolyte flows out of the holes between the electrodes. 3 shows a side sectional view of an embodiment of the second liquid electrolyte battery according to the invention, in which the lower end portions of the flow channel plates 4a, 4b are connected to a horizontal plate 10. In this plate 10 holes 9 are provided, the arrangement and size are dimensioned so that the flowing through electrolyte is optimally distributed. For this purpose, the technical teaching of FIG. 2 is used.
An Hand der beschriebenen Ausführungsformen kann der Fachmann die technische Lehre der vorliegenden Erfindung vollständig entnehmen. Es ist klar, daß diese Ausführungsformen durch einen Fachmann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lehre weiterentwickelt und modifiziert oder kombiniert werden können. Daher fallen auch diese, nicht explizit genannten oder gezeigten weiteren Ausführungsformen in den Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche. With reference to the described embodiments, the skilled person can completely remove the technical teaching of the present invention. It is clear that these embodiments can be further developed and modified or combined by a person skilled in the art with the aid of the teaching according to the invention. Therefore, these, not explicitly mentioned or shown further embodiments fall within the scope of the following claims.

Claims

Ansprüche claims
1. Batterie mit flüssigem Elektrolyt, die aufweist:1. A liquid electrolyte battery comprising:
- ein Gehäuse (1) mit Seitenwänden (1a, 1b, 1c, 1d), einem Gehäuseboden (1e) und einer Abdeckung,a housing (1) with side walls (1a, 1b, 1c, 1d), a housing bottom (1e) and a cover,
- Elektroden (2), die in dem Gehäuse (1) angeordnet sind,Electrodes (2) arranged in the housing (1),
- einen Flüssigelektrolyt (3), dessen Pegelstand (3a) in dem Gehäuse (1) bis über die Oberkante (2a) der Elektroden (2) reicht und- A liquid electrolyte (3) whose level (3a) in the housing (1) extends over the upper edge (2a) of the electrodes (2) and
- eine Flüssigelektrolyt-Umwälzvorrichtung, die nachfolgende Merkmale aufweist:a liquid electrolyte circulating apparatus having the following features:
- parallel zu den senkrechten Kanten der Elektroden (2) ist je eine Strömungskanalplatte (4a, 4b) angeordnet, die zwischen sich und den Batteriewänden (1a, 1b) einen links- und rechtsseitigen Strömungskanal (5a, 5b) ausbildet, der an seinem oberen Ende je eine Elektrolyteinfangöffnung (6a, 6b) aufweist, die höher liegt als der Elektrolytpegel (3a), dadurch gekennzeichnet, daß- A parallel flow channel plate (4a, 4b) is arranged parallel to the vertical edges of the electrodes (2), which forms a left and right flow channel (5a, 5b) between itself and the battery walls (1a, 1b), at its upper End has ever an electrolyte inlet opening (6a, 6b), which is higher than the electrolyte level (3a), characterized in that
- jede der Strömungskanalplatten (4a, 4b) an ihrem unteren Ende rechtwinklig abgebogen ist, wobei - die zwei rechtwinklig abgebogenen Abschnitte (7a, 7b) parallel zu der waagerechten Unterkante der Elektroden ausgerichtet sind, wobei sich die Enden der Abschnitte (7a, 7b) beabstandet gegenüber stehen und eine Durchströmöffnung (8) bilden.- Each of the flow channel plates (4a, 4b) is bent at right angles at its lower end, wherein - the two right-angled portions (7a, 7b) are aligned parallel to the horizontal lower edge of the electrodes, wherein the ends of the sections (7a, 7b) spaced from each other and form a flow opening (8).
2. Batterie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Durchströmöffnung (8) wenigstens so groß ist wie der Querschnitt eines Strömungskanals (5). 2. Battery according to claim 1, characterized in that the cross section of the flow opening (8) is at least as large as the cross section of a flow channel (5).
3. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abschnitten (7a, 7b) Löcher (9) vorgesehen sind, deren Verteilung und Größe so ausgebildet sind, daß das abwärtsströmende Elektrolytvolumen sich über die Unterseite der Elektroden platten (2) gleichmäßig verteilt.3. Battery according to claim 1, characterized in that in the sections (7 a, 7 b) holes (9) are provided whose distribution and size are formed so that the downwardly flowing electrolyte volume plates (2) evenly distributed over the underside of the electrodes ,
4. Batterie mit flüssigem Elektrolyt, die aufweist:4. Battery with liquid electrolyte, comprising:
- ein Gehäuse (1) mit Seitenwänden (1a, 1b, 1c, 1d), einem Gehäuseboden (1e) und einer Abdeckung,a housing (1) with side walls (1a, 1b, 1c, 1d), a housing bottom (1e) and a cover,
- Elektroden (2), die in dem Gehäuse (1) angeordnet sind, - einen Flüssigelektrolyt (3), dessen Pegelstand (3a) in dem Gehäuse (1) bis über die Oberkante (2a) der Elektroden (2) reicht und- electrodes (2), which are arranged in the housing (1), - a liquid electrolyte (3) whose level (3a) in the housing (1) extends over the upper edge (2a) of the electrodes (2) and
- eine Flüssigelektrolyt-Umwälzvorrichtung, die nachfolgende Merkmale aufweist:a liquid electrolyte circulating apparatus having the following features:
- parallel zu den senkrechten Kanten der Elektroden (2) ist je eine Strömungskanalplatte (4a. 4b) angeordnet, die zwischen sich und den Batteriewänden (1a, 1b) einen links- und rechtsseitigen Strömungskanal (βa, Sb) ausbildet, der an seinem oberen Ende je eine Elektrolyteinfangöffnung (6a, 6b) aufweist, die höher liegt als der Elektrolytpegel (3a), dadurch gekennzeichnet, daßa flow channel plate (4a, 4b) is arranged parallel to the vertical edges of the electrodes (2) and forms a left and right flow channel (βa, Sb) between itself and the battery walls (1a, 1b) End has ever an electrolyte inlet opening (6a, 6b), which is higher than the electrolyte level (3a), characterized in that
- die Strömungskanalplatten (4a, 4b) an ihrem unteren Ende mit einer waagerechten Platte (10) verbunden sind, die parallel zu der Unterkante der Elektroden (2) verläuft und daß- The flow channel plates (4a, 4b) are connected at its lower end with a horizontal plate (10) which is parallel to the lower edge of the electrodes (2) and in that
- in der waagerechten Platte (10) Löcher (9) vorgesehen sind, deren Verteilung und Größe so ausgebildet sind, daß das abwärtsströmende Elektrolytvolumen sich gleichmäßig über die Unterseite der Elektrodenplatten (2) verteilt. - In the horizontal plate (10) holes (9) are provided, the distribution and size are formed so that the downwardly flowing electrolyte volume distributed evenly over the underside of the electrode plates (2).
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