КОРПУС АККУМУЛЯТОРА С УСКОРЕННОЙ ЗАРЯДКОЙ, ИМЕЮЩИЙ КАНАЛЫ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА, ВЫПОЛНЕННЫЕ В КРЫШКЕ Российский патент 1997 года по МПК H01M2/02 H01M2/36 

Изобретение относится к контейнеру, особо пригодному для использования в качестве корпуса аккумулятора, который нуждается в подзарядке за короткое время. Согласно известным способам некоторое время назад первая зарядка аккумулятора осуществлялась путем статистического введения электролита в корпус, где он не циркулировал. Такие способы требовали очень длительного времени зарядки, иногда превышающего 24 ч.

В некоторых более современных способах [1] используется специальное устройство для ускоренной зарядки аккумуляторов, в котором используется крышка, которая может быть установлена на отверстие для заливки электролита и содержащая впускную трубку и выпускную трубку, по которым поступает и удаляется электролит, определяющий заряд каждой ячейки аккумуляторной батареи. Электролит, принудительно циркулирующий внутри аккумулятора, затем выводится для охлаждения наружу, поскольку во время процесса зарядки выделяется теплота, и за счет охлаждения электролита эффективность процесса зарядки возрастает, а время зарядки существенно сокращается. Однако, применение специальных крышек также приводит и к нарушениям в циркуляции электролита, поскольку после нескольких циклов зарядки крышка забивается.

Согласно [2] предлагается корпус аккумулятора, позволяющий осуществлять ускоренную зарядку, где в каждой ячейке предусмотрены по крайней мере одна трубка для поступления электролита, которая расположена по-существу вертикально и сообщается с одним отверстием, выполненным в крышке корпуса, в то время как второй ее конец расположен рядом с дном; и по меньшей мере одна трубка уровня для каждой ячейки с электролитом, один конец которой сообщается с отверстием, выполненным в крышке, а второй конец совпадает с уровнем электролита, который заливается в ячейку.

Согласно предпочтительному варианту указанного изобретения трубки уровня отлиты в крышке, одна часть трубок для поступления электролита отлита в крышке, а остальная часть в корпусе аккумулятора, при этом обе части трубок соединяются друг с другом когда крышка устанавливается на корпус.

Каждая ячейка оснащена отверстием для заливки электролита и для его выпуска. Зарядка электролита осуществляется за счет циркуляции электролита внутри каждого элемента или ячейки.

Один из недостатков вышеописанного изобретения заключается в том, что для создания циркуляции электролита в аккумуляторе и, тем самым, обеспечения первой его зарядки, необходимо использовать оборудование, требующее выполнения нескольких соединений для подачи электролита и нескольких выпускных трубок для его циркуляции.

Одной из целей изобретения упрощение оборудования, используемого для первой заливки электролита.

Следующая цель настоящего изобретения повышение качества зарядки аккумулятора за счет хорошей циркуляции электролита с равной скоростью и в равных количествах для каждой ячейки, что сокращает время зарядки.

Другая цель настоящего изобретения создание корпуса аккумуляторной батареи, в котором все каналы, необходимые для распределения электролита, а также трубки уровня электролита, отлиты в крышке. Это же относится и к корпусу, в котором впускные трубки выполняются в процессе литья.

Наконец, еще одна цель настоящего изобретения создание крышки лишь с двумя отверстиями, одно из которых предназначено для заливки электролита, а второе для его выпуска при циркуляции во время первой зарядки, при этом крышка также пригодна для закрывания корпуса.

Все вышеуказанные и другие цели настоящего изобретения, которые упоминаются ниже, достигаются за счет корпуса аккумулятора, выполненного из пластмассы и содержащего короб, имеющий по меньшей мере одну ячейку для размещения в ней элементов, образующих аккумулятор и погруженных в электролит. В каждой из ячеек выполнен по меньшей мере один канал для заливки электролита при первой зарядке, расположенной по существу вертикально и один конец которого сообщен через каналы с отверстием, выполненным в крышке, а второй конец которого расположен рядом с дном короба, отличающегося тем, что содержит крышку, имеющую по меньшей мере одно первое отверстие для заливки электролита, сообщенное с впускными каналами, имеющимися в коробе, через каналы для распределения электролита и по меньшей мере одно второе выпускное отверстие, сообщенное с каналами уровня, каждый из которых сообщен с полостью каждой из ячеек, при этом каждый канал уровня одним концом сообщен с вторым отверстием, а противоположный его конец расположен на высоте требуемого уровня в ячейке.

Согласно предпочтительному варианту указанная крышка имеет каналы для распределения электролита, текущего от впускного отверстия в каждый из вертикальных впускных каналов, расположенный в коробе, при этом каждый канал имеет по существу одинаковую длину и по существу одинаковые потери заряда. Кроме того, все каналы (впускные каналы и каналы уровня) выполняются путем одновременной инжекции азота в процессе отливки.

Преимущественно, согласно настоящему изобретению, каналы имеют одинаковую длину, такую, чтобы электролит поступал в каждый канал в одинаковых количествах и с одинаковой скоростью, при этом каждый канал имеет одинаковое число нагибов, что обеспечивает одинаковые потери заряда и является отводом от первого отверстия для заливки электролита. Таким образом каждый элемент каждой ячейки может пропитываться и поглощать одинаковое количество электролита, необходимое для зарядки каждой ячейки.

Кроме того, за счет исключения, по крайней мере частично, турбулентного потока, достигается более высокая скорость циркуляции электролита внутри аккумулятора и, вследствие этого, сокращается время зарядки.

Помимо этого, согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения, второе отверстие крышки, которое является выпускным отверстием, представляет собой собирающую емкость, которая может использоваться для операций доливки, обеспечивая одинаковый уровень электролита во всех ячейках.

Другим возможным вариантом является создание собирающей емкости, соединяющей различные каналы уровня с отверстием на боковой поверхности самой крышки, которое закрывается крышкой, но может соединяться с внешней трубкой для удаления газов и паров электролита, образующихся во время эксплуатации или во время зарядки аккумулятора.

Дальнейшие признаки настоящего изобретения и сферы его применения будут очевидны из подробного описания, приводимого ниже. Однако, следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, обозначая предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения, приводятся только для иллюстрации, поскольку различные модификации и изменения, не выходящие за рамки духа и объема настоящего изобретения, будут очевидны специалистам в данной области на подробного описания и чертежей.

На фиг. 1 изображен корпус с крышкой, отсоединенной от короба, в перспективе; на фиг. 2 крышка, вид сверху на фиг. 3 деталь крышки с выделением каналов для распределения электролита; на фиг. 4 разрез IV-IV по фиг. 3.

Корпус (фиг. 1) состоит из крышки, обозначенной в целом позицией 1, и короба, обозначенного в целом позицией 2. Короб содержит множество ячеек 3, разделенных между собой вертикальными перегородками 4. В стенке каждой ячейки 3 выполнен вертикальный впускной канал 5, предназначенный для наполнения ячейки 3 электролитом. В верхней своей части впускной канал 5 сообщен с соответствующим впускным каналом 51, выполненным в крышке 1, когда крышка 1 установлена на коробе 2. Нижняя часть канала 5 несколько отстоит от дна короба 1 так, чтобы обеспечить возможность циркуляции электролита во время операции первой зарядки.

Преимущественно, согласно одному из вариантов настоящего изобретения, каждый впускной канал, имеющийся в коробе выполнен в процессе отливки путем одновременной инжекции азота и она отливается в соответствии с углом, образованным внешней стенкой короба и перегородкой между соседними ячейками.

Согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения, показанному на фиг. 1, каналы отливаются рядом друг с другом по два.

Крышка 1 имеет отверстие 6, которое сообщается с системой каналов, в целом обозначенных позицией 7, которые выполняются также в процессе литья путем инжекции азота. Более конкретно, от отверстия 6 отходят два канала 71 и 72 и, после поворота на 90^o каждый из них разделяется еще на два отвода, а именно, 73 и 74 от канала 71 и 75 и 76 от канала 7. Таким образом, на вертикальные участки впускных каналов 51 крышки 1, которые затем сообщаются с впускными каналами 5 путем склеивания или каким-либо другим подобным образом, подается электролит, который проходит по существу идентичный путь для каждого из каналов 51. Такое устройство обеспечивает постоянный поток электролита с одинаковой скоростью и в равных количествах в каждом на впускных каналов 51.

Электролит, циркулирующий в каждой из ячеек 3 затем выводится наружу через каналы 81 уровня, которые имеют вертикальную ориентация. Каналы 81 сообщены с коллектором-каналом 8 через промежуточный канал 9, сообщенный с собирающей емкостью 10, сообщающейся с отверстием 11, выполненным у верхней поверхности крышки 1 и приспособленным для эвакуации циркулирующего электролита.

Как указывалось выше, преимущественно собирающая емкость 10 после первой зарядки аккумулятора в течение срока его службы может использоваться в качестве камеры доливки. Легко понять, что при заливке электролита, необходимого для восстановления уровня, через отверстие 11, электролит, который теперь циркулирует в противоположном направлении по сравнению с направлением циркуляции электролита при первой зарядке, достигает ячеек в количестве, достаточном для достижения одинакового уровня, поскольку каналы 81 имеют одинаковую длину и работают как стабилизаторы уровня.

Способы, которыми настоящее изобретение достигает поставленных целей, а именно создание корпуса аккумулятора и, в частности, крышки с двумя отверстиями 6 и 11, через которые электролит при первой зарядке, поступающей через отверстие 6, циркулирует в корпусе и выходит через отверстие 11, очевидны. После этого, отверстие 11 может использоваться для доливки аккумулятора в течение срока его службы. Собирающая емкость 10 также полезно используется в качестве расширительной емкости для электролита при работе аккумулятора, компенсируя увеличение объема электролита, возникающее при нагревании аккумулятора.

Согласно конкретному варианту воплощения настоящего изобретения крышки, показанной на фиг. 1 и 3, канал 8 доходит по меньшей мере до одной стороны крышки 1 и заканчивается отверстием 82 на ее боковой поверхности. Отверстие 82 обычно закрывается крышкой 83. Если необходимо вывести из помещения, в котором работает аккумулятор, пары, выделяющиеся при его работе или при его зарядке, крышка 83 снимается и отверстие 82 соединяется с выпускной системой трубок с верхним отверстием 11 крышки 1. Это можно сделать когда аккумулятор установлен так, чтобы над крышкой имелось определенное пространство.

Из вышеизложенного ясно, каким образом достигаются цели настоящего изобретения и, в частности, цель наиболее рационального распределения электролита, эффективности и равномерности такого распределения во время первой зарядки с тем, чтобы добиться по существу ламинарного потока электролита, по меньшей мере на определенном протяжении, и, тем самым, избежать в максимальной степени турбулентности, которая может привести к неравномерному заряду некоторых областей. Кроме того, равные длины каналов, отлитых в крышке, обеспечивают затекание одинакового количества электролита в каждую из ячеек с одинаковой скоростью.

Более того, каналы, которые выполнены и в крышке и в коробе во время заливки термопластичного материала с одновременной инжекцией азота, позволяют получить корпус аккумулятора, способный полностью революционизировать производственные операции, направленные на получение аккумуляторов, включая процессы его зарядки и хранения. Фактически, корпус по настоящему изобретению позволяет осуществить первую зарядку аккумулятора быстро и уже на сборочном конвейере благодаря простоте оборудования, необходимого для циркуляции электролита, которое благодаря настоящему изобретению сокращается до единственного впускного патрубка для заливки электролита с единственного выпускного патрубка для слива электролита после того, как от проциркулировал во всех ячейках.

Наконец, следует отметить, что при таком выполнении корпуса имеется возможность при осуществлении повторных зарядок в течение срока службы аккумулятора вдувать воздух через отверстие 6 и отсасывать пары через отверстие 11, что ускоряет зарядку аккумулятора.

Использование: производство и эксплуатация электрических аккумуляторных батарей. Сущность изобретения: устройство содержит короб 2, закрытый крышкой 1 и разделенный перегородками 4 на отдельные ячейки. В углу, образованном перегородкой 4 и стенкой короба 2, выполнен вертикальный канал для заливки электролита, смежный с аналогичным каналом соседней ячейки и не доходящий до дна короба. В крышке 1 имеется заливочное отверстие 6, сообщающееся через систему каналов 72-76 с каналами 51, соединяющимися с каналами 5 корпуса. В крышке выполнена дополнительная емкость для электролита, который поступает в нее через каналы 81, 8 и 9 и отверстие 11. Устройство обеспечивает ускоренную зарядку аккумуляторной батареи. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Корпус аккумулятора с ускоренной зарядкой, содержащий короб 2, закрытый крышкой 1 и имеющий по меньшей мере одну ячейку 3 для размещения в ней элементов, образующих аккумулятор и погруженных в электролит, и по меньшей мере один выполненный в коробе 2 впускной канал 5 для заливки электролита в ячейку для первой зарядки, при этом указанный впускной канал расположен в вертикальной ориентации, его первый канал сообщен с впускным отверстием 6, выполненным в крышке 1, а его второй конец расположен рядом с дном короба 2, отличающийся тем, что в крышке 1 дополнительно выполнены по меньшей мере один впускной канал 51 и сообщенный с последним по меньшей мере один канал 71, 72, 73, 74, 75, 76 для распределения электролита, сообщенные с впускным каналом 5 и впускным отверстием 6, и крышка 1 имеет дополнительно по меньшей мере одно отверстие 11 для выпуска электролита и по меньшей мере один канал 81 уровня электролита для сообщения указанного отверстия 11 для выпуска электролита с полостью ячейки. 2. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что указанные впускной канал 51, канал 81 уровня электролита и канал 71, 72, 73, 74, 75, 76 для распределения электролита выполнены в процессе отливки в толщине указанной крышки 1. 3. Корпус по п.1 или 2, отличающийся тем, что между каналом 81 уровня электролита и отверстием 11 для выпуска электролита выполнена по меньшей мере одна собирающая емкость 10, сообщающаяся через свое дно с указанным каналом 81 уровня электролита. 4. Корпус по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что каналы 5, 7, 8, 51, 81 короба 2 и крышки 1 образованы методом литья термопластичного материала с одновременной инжекцией азота. 5. Корпус по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что впускной канал 5 выполнен в соответствии с углом каждой ячейки, образованным внешней стенкой короба и вертикальной перегородкой, отделяющей каждую ячейку от следующей. 6. Корпус по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что каждый впускной канал 5 расположен рядом с впускным каналом соседней ячейки. 7. Корпус по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что каждый канал 81 уровня электролита сообщен с отверстием 11 для выпуска электролита через канал 8, образованный в крышке 1, при этом один конец канала 8 сообщен с боковой поверхностью крышки 1 через отверстие 81 на указанной боковой поверхности, закрываемой пробкой 83.