ES2603734T3 - Batería, en particular batería de tracción - Google Patents

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Abstract

Batería, en particular batería de tracción, con una carcasa de batería (2) que pone a disposición terminales (6, 7) en el lado superior, en la que dispuestos de forma alternante electrodos negativos y positivos (8, 9) conectados con los terminales (6, 7), estando realizados los electrodos positivos (8) como placas tubulares y presentando respectivamente una banda colectora de corriente (10), así como una pluralidad de núcleos (16) que se extienden en paralelo unos a otros a partir de la banda colectora de corriente (10) y estando realizados los electrodos negativos (9) como placas de rejilla y presentando respectivamente una banda colectora de corriente (11) que se convierte en una banderilla colectora de corriente (13), así como una rejilla de barras (20) dispuesta en la misma, que pone a disposición campos de rejilla llenados con masa activa (21), caracterizada porque los núcleos (16) de los electrodos positivos (8) están orientados de modo que se extienden en la dirección transversal, preferentemente ortogonal respecto a la dirección de altura (5) de la carcasa de batería (2) y porque la banda colectora de corriente (11) de los electrodos positivos (9) está orientada de modo que se extiende en la dirección de altura (5) de la carcasa de batería (2).

Description

DESCRIPCION
Bateria, en particular bateria de traccion
5 La invencion se refiere a una bateria, en particular una bateria de traccion, que esta realizada preferentemente como bateria de plomo-acido, con una carcasa de bateria que en su lado superior pone a disposicion terminales, en la que estan dispuestos de forma alternante electrodos negativos y positivos conectados con los terminales, estando realizados los electrodos positivos como placas tubulares y presentando respectivamente un banda colectora de corriente, asi como una pluralidad de nucleos que se extienden en paralelo unos a otros a partir de la banda 10 colectora de corriente y estando realizados los electrodos negativos como placas de rejilla y presentando respectivamente una banda colectora de corriente que se convierte en una banderilla colectora de corriente, asi como una rejilla de barras dispuesta en la misma, que pone a disposicion campos de rejilla llenados con masa activa.
15 Una bateria generica se conoce por el documento US 4,508,801 A. Como otro estado de la tecnica se remite a titulo de ejemplo a los documentos DE 10 2008 034 587 A1, GB 387,906, US 5,680,242 y US 2,570,677.
Una bateria de traccion dispone tipicamente de una carcasa de bateria. Esta presenta una cuba abierta en el lado superior asi como una tapa que cierra la cuba en el caso de uso conforme a lo prescrito. En el lado superior de la 20 carcasa de bateria, en la mayoria de los casos los terminales previstos para el establecimiento de contacto electrico estan dispuestos en la tapa de carcasa.
La carcasa de bateria sirve paras el alojamiento de electrodos positivos y negativos, por un lado, asi como de acido sulfurico como electrolito, por otro lado. Los electrodos negativos y positivos tienen contacto electrico con los 25 terminales y estan dispuestos de forma alternante.
Segun una forma constructiva preferible, los electrodos negativos estan realizados como llamadas placas de rejilla. Presentan una banda colectora de corriente, asi como una rejilla de barras dispuesta en la misma, que pone a disposicion campos de rejilla llenados con masa activa.
30
Los electrodos positivos estan realizados, en cambio, preferentemente como placas tubulares. Estas disponen respectivamente de una banda colectora de corriente, asi como de una pluralidad de nucleos que se extienden en la direccion de altura de la carcasa de bateria. Ademas, esta prevista respectivamente una bolsa tubular, que presenta un numero de tubos que corresponde al numero de nucleos. En el estado listo para el uso, en el interior de cada 35 tubo esta dispuesto un nucleo, estando llenado el espacio hueco entre el nucleo y el tubo con masa activa, habitualmente una pasta de oxido de plomo, acido sulfurico y agua. Para impedir que la masa activa salga de la bolsa tubular, las aberturas opuestas a la banda colectora de corriente de los tubos estan cerradas con un liston de cierre. Como material para las bolsas tubulares puede usarse en particular un tejido textil o una tela no tejida.
40 Por los documentos GB 2,069,225 A y JP 61220276 A se han dado a conocer electrodos positivos realizados de forma especial. El electrodo positivo segun el documento JP 61220276 A presenta una configuracion segun la cual los nucleos estan dispuestos de modo que se extienden en la direccion ortogonal respecto a la direccion de altura de la carcasa de bateria. Los nucleos estan alojados respectivamente por un tubo de una bolsa tubular, que esta llenado con masa activa.
45
Para el desacoplamiento electrico de los electrodos negativos y positivos dispuestos en la carcasa de bateria se usan separadores, estando dispuesto un separador entre respectivamente un electrodo negativo y uno positivo. Segun una forma constructiva posible se usan llamadas bolsas de separador o mangas de separador, que sirven para el alojamiento correspondiente de un electrodo negativo.
50
Desde hace decadas, las baterias del tipo anteriormente descrito han dado buenos resultados en la practica. No obstante, hay necesidad de mejora.
Por el estado de la tecnica se conocen distintos tamanos constructivos de baterias, aumentando la capacidad de la 55 bateria a medida que aumenta el tamano constructivo. Las medidas exteriores de baterias de traccion, en particular en la direccion de anchura, estan definidas en codigos y normas aplicables. Por lo tanto, como grados de libertad para diferentes tamanos constructivos solo esta disponible la direccion de altura y la direccion de profundidad, pero no la direccion de anchura de una bateria. Por lo tanto, las baterias con una capacidad comparativamente elevada presentan por lo tanto una forma comparativamente grande en la direccion de altura. La forma necesaria en la
direccion de altura resulta, por lo tanto, como consecuencia de una capacidad deseada.
Con la forma creciente en la direccion de altura, tambien los nucleos de los electrodos positivos realizados como placas tubulares se vuelven mas largos, lo que conduce en el caso de uso conforme a lo prescrito a un recorrido de 5 corriente que tambien aumenta. Es un inconveniente que esto conduzca inevitablemente a una mayor resistencia electrica, lo que conduce a perdidas de tension en caso de funcionamiento. Ademas, se da el caso que en los campos de aplicacion en cuestion de baterias genericas se presentan cada vez mas aplicaciones de corriente de alta intensidad, ya sea en caso de descarga por el funcionamiento de, por ejemplo, motores de corriente trifasica o en el caso de carga por el uso de, por ejemplo, sistemas modernos de gestion de carga y/o dispositivos 10 recuperacion de energia (recuperacion). A medida que aumenta el recorrido de corriente, el consumo y/o el suministro de corrientes de alta intensidad conduce a efectos secundarios no deseados mas notables, como por ejemplo la generacion de calor por la resistencia interna que crece a medida que aumenta el recorrido de corriente. El inconveniente esta en que esto conduce en caso de uso a una vida util mas corta, asi como a ciclos de descarga mas cortos. Por lo tanto, las baterias de traccion ya conocidas por el estado de la tecnica no son adecuadas a partir 15 de un tamano constructivo determinado para aplicaciones de corriente de alta intensidad o solo son adecuadas de forma limitada, lo que es valido, en particular, para baterias de los tamanos constructivos que requiere el mercado por la capacidad elevada deseada. Por lo tanto, se enfrentan los requisitos contradictorios de crear una bateria que, si a la vez ofrece una vida util larga, o bien pone a disposicion una capacidad elevada o es adecuada para aplicaciones de corriente de alta intensidad. Las baterias genericas no cumplen con estos requisitos.
20
Partiendo de lo anteriormente descrito, la invencion tiene el objetivo de perfeccionar una bateria, en particular una bateria de traccion, del tipo indicado al principio de tal modo que, ofreciendo una capacidad elevada, sea al mismo tiempo adecuada para aplicaciones de corriente de alta intensidad.
25 Para conseguir este objetivo se propone con la invencion una bateria generica segun la reivindicacion 1, que esta caracterizada porque los nucleos de los electrodos positivos estan orientados en la direccion transversal, preferentemente ortogonal respecto a la direccion de altura de la carcasa de bateria y porque la banda colectora de corriente de los electrodos negativos esta orientada de modo que se extiende en la direccion de altura de la carcasa de bateria.
30
A diferencia de la estructura de la construccion que se ha usado hasta ahora, los nucleos de la bateria segun la invencion no estan orientados de modo que se extienden en la direccion de altura de la carcasa de bateria sino en la direccion transversal respecto a esta, preferentemente en la direccion ortogonal. La forma de construccion usada segun el estado de la tecnica durante decadas se sustituye de este modo. Como resultado de esta orientacion 35 girada preferentemente 90° de los nucleos en comparacion con el estado de la tecnica se obtiene de forma ventajosa la idoneidad para aplicaciones de corriente de alta intensidad, manteniendose al mismo tiempo tambien la vida util deseada. La forma constructiva segun la invencion no esta sometida a una limitacion de los tamanos para poner a disposicion capacidades correspondientes.
40 Gracias a la orientacion de los nucleos en la direccion transversal respecto a la direccion de altura de la carcasa de bateria resulta una longitud del nucleo independiente del tamano constructivo de la bateria en la direccion de altura. Los nucleos de la bateria segun la invencion tienen el mismo tamano en todos los tamanos constructivos de las baterias. El recorrido de corriente puesto a disposicion por cada nucleo y la resistencia interna que va unida al mismo es por lo tanto siempre igual, independientemente de la altura constructiva de la bateria. A diferencia de lo 45 que se conoce por el estado de la tecnica, para el aumento de una capacidad no se produce una prolongacion de los nucleos en la direccion longitudinal sino que se aumenta en lugar de ello el numero de nucleos. La longitud del nucleo se mantiene sin cambios, por lo que la resistencia interna de un nucleo es independiente del tamano constructivo a pesar de haber aumentado la capacidad, de modo que tambien baterias de un tamano constructivo comparativamente grande pueden consumir o suministrar igual de bien corrientes de alta intensidad. Por 50 consiguiente, la bateria segun la invencion tambien es adecuada en una forma constructiva comparativamente grande para capacidades elevadas para aplicaciones de corriente de alta intensidad.
En la construccion ya conocida por el estado de la tecnica, se usa un marco superior que se extiende en la direccion transversal respecto a la extension de altura de la bateria, que porta en el lado del terminal una banderilla colectora 55 de corriente y en el lado opuesto a la banderilla colectora de corriente los nucleos conectados con la misma. La longitud del nucleo aumenta a medida que aumenta el tamano constructivo de la bateria. De acuerdo con la configuracion segun la invencion no se usa un marco superior de este tipo sino una banda colectora de corriente, que esta orientada en la direccion de altura de la carcasa de bateria. De esta banda colectora de corriente derivan los diferentes nucleos. Los nucleos no se extienden en la direccion de altura de la carcasa de bateria sino en la
direccion transversal respecto a esta, es decir, en la direccion de anchura de la carcasa de bateria. Para poder alojar mas masa activa para aumentar la capacidad, el tamano constructivo de la bateria en la direccion de altura debe dimensionarse correspondientemente, lo que conduce en la configuracion segun la invencion, por un lado, a una banda colectora de corriente mas larga y, por otro lado, a un mayor numero de nucleos dispuestos en la misma.
5
Para minimizar la resistencia interna puesta a disposicion por la banda colectora de corriente, con la invencion se propone que esta este realizada de forma que se estrecha en direccion a su extremo opuesto a los terminales. Por lo tanto, el area de seccion transversal de la banda colectora de corriente aumenta en la direccion de altura de la bateria, es decir, partiendo del extremo alejado del terminal con el numero de nucleos alli dispuestos.
10
El tramo final del lado del terminal de la banda colectora de corriente sirve como banderilla colectora de corriente. Esto es una ventaja, en particular por razones relacionadas con la tecnica de produccion, puesto que ya no es necesaria la realizacion de una banderilla colectora de corriente adicional.
15 Los nucleos estan realizados preferentemente en la seccion transversal al menos por tramos en forma de estrella, para garantizar una relacion optimizada entre la superficie de contacto entre la masa activa y la superficie del nucleo, por un lado, y el volumen puesto a disposicion por un tubo de la bolsa tubular para el alojamiento de masa activa, por otro lado.
20 La direccion transversal de los nucleos prevista con respecto a la carcasa de bateria segun la invencion resulta ser ventajosa en muchos aspectos, resultando ademas tambien los siguientes efectos sinergeticos. La resistencia interna que resulta por la extension de un nucleo en la direccion longitudinal es independiente de la altura constructiva de la bateria. Por lo tanto, tanto durante la carga como durante la descarga se producen menos efectos secundarios indeseados en aplicaciones de corriente de alta intensidad, como por ejemplo la generacion de calor. 25 Por lo tanto, a diferencia de lo que ocurre en el estado de la tecnica, el tamano constructivo no influye negativamente en la idoneidad para corrientes de alta intensidad, de modo que tambien baterias con una capacidad comparativamente alta son adecuadas de la misma forma para aplicaciones de corriente de alta intensidad.
Tanto en la carga como en la descarga de la bateria tiene lugar un uso homogeneizado de la masa activa. El uso 30 diferente de la masa activa en funcion de la distancia del colector de corriente no empeora en la construccion segun la invencion en tamanos constructivos mas grandes, puesto que la extension longitudinal de los nucleos es siempre igual, independientemente del tamano constructivo.
La construccion segun la invencion permite, ademas, una distribucion de acido homogeneizada en el electrolito. 35 Durante un proceso de carga y/o descarga se produce un gradiente en la distribucion de la densidad de acido por variaciones de la concentracion del acido. Se produce una disposicion por capas segun la densidad del acido inevitable, acumulandose el acido con la concentracion mas grande, es decir, el acido con la densidad mas grande abajo en la carcasa del acumulador. Para conseguir una homogeneizacion, se conoce por el estado de la tecnica prever una mezcla del acido, lo que puede tener lugar, por ejemplo, mediante burbujas de gas que ascienden debido 40 a una sobrecarga de la bateria.
En la configuracion segun la invencion queda minimizado el problema de la disposicion por capas segun la densidad del acido, es decir, el gradiente de la distribucion de la densidad de acido es mas pequeno en comparacion con el del estado de la tecnica. Esto se consigue mediante el flujo de corriente mas homogeneo gracias a los nucleos que 45 tienen siempre la misma longitud, independientemente del tamano constructivo.
Desde el punto de vista de la tecnica de produccion es ademas ventajoso que la placa configurada segun la invencion pueda fabricarse de la misma manera y en maquinas de fabricacion basicamente no cambiadas segun el estado de la tecnica. Por lo tanto, puede recurrirse a materiales y procedimientos comprobados en la practica en 50 cuanto a la tecnica de produccion o fabricacion. Las ventajas que resultan gracias a la construccion novedosa de baterias no se obtienen por lo tanto a carga de la fabricacion.
Gracias a la disposicion lateral de la banda colectora de corriente orientada en la direccion de altura, a diferencia de la disposicion en el estado de la tecnica, la estructura geometrica de la configuracion segun la invencion es menos 55 complicada. Ademas, los nucleos estan realizados en la direccion de su extension longitudinal comparativamente cortos, en particular en formas constructivas de baterias mas grandes, a diferencia de lo que ocurre en el estado de la tecnica. Esto permite una fabricacion como pieza colada por gravitacion, puesto que los recorridos de flujo para el material de colada son muy cortos. El procedimiento de colada por gravitacion no puede aplicarse en los electrodos positivos conocidos por el estado de la tecnica por las longitudes de los nucleos que se usan alli. Esto representa
una simplificacion de la fabricacion en comparacion con la configuracion como pieza colada bajo presion conocida por el estado de la tecnica.
Respecto al llenado de las bolsas tubulares con masa activa, con la configuracion segun la invencion tambien se 5 consigue una mejora. Al inyectar masa activa puede conseguirse una distribucion de densidad mas homogenea de la masa activa en el interior de la bolsa tubular, porque las bolsas tubulares estan realizadas con una longitud menor al igual que la configuracion de los nucleos, tambien en tamanos constructivos mas grandes. Si la masa activa se inyecta mediante empujadores moviles, gracias a la construccion segun la invencion resulta una mejora en el sentido de que, gracias a las bolsas tubulares mas cortas, se reducen los tiempos de entrada o de salida en comparacion 10 con el estado de la tecnica. Independientemente del procedimiento para introducir la masa activa en la bolsa tubular, resulta la ventaja de la menor tendencia a la deformacion del nucleo al introducir la masa activa. A medida que aumenta la longitud del nucleo aumenta la tendencia a la deformacion, por lo que resulta ser ventajosa la construccion segun la invencion tambien en este sentido, gracias a la configuracion del nucleo independientemente del tamano constructivo.
15
En combinacion con la placa negativa, resulta ademas una longitud del flujo de corriente siempre igual, lo que se debe a la toma de corriente lateral prevista segun la invencion. Mientras que en las placas conocidas por el estado de la tecnica es diferente si un electron pasa de una zona parcial superior de la placa positivo a una zona parcial superior de la placa negativo a diferencia de un electron que procede de una zona parcial inferior de la placa positivo 20 y ha de pasar a una zona parcial inferior de la placa negativa, no existen estas diferencias de longitud en el recorrido del flujo de corriente en caso de una toma de corriente lateral de acuerdo con la configuracion segun la invencion. Aqui, las longitudes del flujo de corriente son siempre iguales, por lo que es posible un uso mas efectivo y homogeneizado.
25 El resultado es que con la configuracion segun la invencion se consigue una descarga y carga de corriente mas homogenea, un llenado mas homogeneo con masa activa, la posibilidad de la colada por gravitacion, la realizacion de longitudes del flujo de corriente siempre iguales y la independencia entre tamano y capacidad, es decir, la configuracion del tamano de la bateria en la direccion de altura. Ademas, pueden usarse para la fabricacion procedimientos conocidos, materiales conocidos, asi como tambien sistemas de gestion de carga tambien 30 conocidos. Por lo tanto, se obtiene seguridad en el funcionamiento, consiguiendose al mismo tiempo una mejora significante respecto a las aplicaciones de corriente de alta intensidad.
Con la invencion se propone ademas en combinacion con un electrodo positivo que los electrodos negativos esten realizados como placas de rejilla y presenten respectivamente una banda colectora de corriente que se convierte en 35 una banderilla colectora de corriente, asi como una rejilla de barras, que pone a disposicion campos de rejilla llenados con masa activa, estando orientada la banda colectora de corriente en la direccion de altura de la carcasa de bateria.
El electrodo negativo esta realizado de forma de por si conocida como placa de rejilla. Esta pone a disposicion una 40 pluralidad de campos de rejilla, que en el estado acabo de montar estan llenados con masa activa. A diferencia de lo que se conoce por el estado de la tecnica, la banda colectora de corriente, con la que esta conectada la rejilla de barras de la placa de rejilla, no esta realizada como marco superior que se extiende en la direccion transversal respecto a la extension de altura de la bateria sino que se extiende en la direccion de altura de la carcasa de bateria, es decir, esta orientada desplazada 90° a diferencia de la disposicion del estado de la tecnica. De este modo se 45 consigue una disposicion lateral de la banda colectora de corriente respecto a la rejilla de barras, por lo que en combinacion con los electrodos positivos resulta la ventaja ya anteriormente explicada de los recorridos del flujo de corriente siempre iguales. Ademas, desde el punto de vista de la tecnica de produccion resulta una simplificacion, puesto que la banda colectora de corriente se convierte directamente en la banderilla colectora de corriente, por lo que a diferencia del estado de la tecnica no es necesaria la configuracion especial de una banderilla colectora de 50 corriente.
La rejilla de barras dispone segun otra caracteristica de la invencion de barras transversales y longitudinales, extendiendose las barras transversales en la direccion transversal respecto a la direccion de altura de la banda colectora de corriente y teniendo un diametro que es superior al diametro de las barras longitudinales.
55
La configuracion de los diametros de las barras transversales se debe a la tecnica de produccion. Ha de elegirse para las barras transversales un diametro tal que una rejilla de barras fabricada en el procedimiento de colada por gravitacion pueda hacerse con la calidad y realizacion deseadas. Para ello se necesitan diametros correspondientes respecto a las barras transversales, para que sea posible una distribucion correspondiente del material de colada
durante la colada. Por la tecnica de produccion, las barras longitudinales pueden estar realizadas con un diametro inferior al de las barras transversales. Por la tecnica de produccion, los canales del molde que forman las posteriores barras transversales sirven por lo tanto como direccion principal de colada, por lo que la direccion de fabricacion esta orientada en direccion de la orientacion de las barras transversales.
5
La configuracion segun la invencion preve un suministro de corriente lateral, es decir, hacia la banda colectora de corriente realizada lateralmente de la rejilla de barras. La direccion principal de suministro de corriente se extiende, por lo tanto, en la direccion de las barras transversales. Debido a la produccion, las barras transversales estan realizadas con un diametro superior al de las barras longitudinales, lo que favorece el suministro de corriente en 10 direccion a la banda colectora de corriente. En la forma de realizacion segun la invencion coinciden por lo tanto la direccion de fabricacion para la rejilla de barras y la direccion de suministro de corriente, gracias a lo cual se obtiene como resultado un flujo de corriente mas homogeneo a lo largo de todo el electrodo negativo. La configuracion segun el estado de la tecnica no lo permite, puesto que aqui la direccion de fabricacion de la rejilla de barras y la direccion principal de suministro de corriente estan orientadas giradas 90° una respecto a la otra.
15
La orientacion segun la invencion de la placa negativa permite, ademas, fabricarla en un procedimiento continuo. Esto no es posible en las placas anteriormente conocidas, por la realizacion y la orientacion de la banda colectora de corriente con la banderilla colectora de corriente dispuesta en la misma. Aqui resulta, por el contrario, una medida modular con respecto al tamano correspondiente de la bateria y las placas han de fabricarse de forma discontinua 20 en correspondencia con esta medida modular. La configuracion segun la invencion permite una fabricacion sin fin continua. Segun ello se fabrica una banda de rejilla de barras sin fin, que ha de cortarse a medida segun el tamano posterior de la bateria para formar diferentes rejillas de barras. En el lado de los terminales han de eliminarse una o dos cruces de rejilla adyacentes de la rejilla de barras, por ejemplo mediante estampado, para dejar libre el tramo final de la banda colectora de corriente que sirve como banderilla colectora de corriente. El corte a medida y la 25 eliminacion de la cruz de rejilla pueden realizarse en una etapa de trabajo. La construccion segun la invencion permite, por lo tanto, en conjunto una productividad claramente mayor respecto al procedimiento de fabricacion.
Segun otra caracteristica de la invencion esta previsto que las barras transversales del electrodo negativo y los nucleos del electrodo positivo esten realizados con la misma longitud en su extension correspondiente en la 30 direccion longitudinal. La ventaja ya anteriormente descrita de las longitudes siempre iguales del flujo de corriente se favorece asi adicionalmente.
35
40
Otras caracteristicas y ventajas de la invencion resultan de la descripcion expuesta a continuacion con ayuda de las Figuras. Muestran:
la Figura 1 la Figura 2
la Figura 3
la Figura 4 la Figura 5 la Figura 6
una representacion esquematica despiezada de una bateria segun el estado de la tecnica;
una representacion esquematica en perspectiva de la disposicion de nucleos de un electrodo positivo
de una bateria segun la invencion;
una representacion esquematica en perspectiva de un electrodo positivo de una bateria segun la invencion;
una vista lateral esquematica de un electrodo positivo de una bateria segun la invencion;
una vista lateral esquematica de un electrodo negativo de una bateria segun la invencion;
una vista lateral esquematica de un electrodo positivo y negativo de una bateria segun la invencion.
45 La Figura 1 muestra en una representacion despiezada en una vista en perspectiva una bateria de traccion 1 segun el estado de la tecnica. Esta dispone de una carcasa 2, que presenta una cuba 3, que esta realizada abierta en el lado superior y que en el estado acabado de montar esta cerrada mediante una tapa 4. En funcion de la tension de la bateria deseada en caso de uso, tambien pueden estar interconectadas varias baterias 1 para formar una unidad de baterias comun. La bateria mostrada a titulo de ejemplo en la Figura 1 se refiere a una forma de realizacion de 50 2V, que tambien puede denominarse celda. Para una forma de realizacion de 12 V o de 24 V, han de interconectarse un numero correspondiente de celdas de este tipo.
En la cuba 3 esta insertada en el estado acabado de montar un paquete total de placas 26, que porta terminales en el lado superior, concretamente un polo positivo 6 y un polo negativo 7. En el estado acabado de montar, los 55 terminales pasan por aberturas realizadas en la tapa 4, de modo que son accesibles desde el exterior por parte del usuario.
El paquete total 26 esta formado por un paquete positivo de placas 24 y un paquete negativo de placas 25, alternandose los electrodos positivos 8 y los electrodos negativos 9 en el estado acabado de montar.
Un electrodo positivo 8 dispone de una banda colectora de corriente 10 en forma de un marco superior que se extiende en la direccion transversal respecto a la direccion de altura 5 de la carcasa 2. En el lado superior de la banda colectora de corriente 10 esta prevista una banderilla colectora de corriente 12. En el estado acabado de 5 montar, las banderillas colectoras de corriente 12 de varios electrodos positivos 10 estan electricamente acoplados entre si mediante un puente comun 15 y estan conectados con el polo positivo 6 de la bateria 1.
En el lado de la banda colectora de corriente 10 alejado del terminal derivan nucleos 18, que se extienden en su extension longitudinal en la direccion de altura 5 de la carcasa 2. En el estado acabado de montar, los nucleos 16 10 estan alojados por una bolsa tubular 17, que pone a disposicion un tubo por nucleo 16. El volumen libre en el estado acabado de montar en el interior de cada tubo esta llenado con masa activa 18. Asi resulta por tubo de la bolsa tubular 17 una disposicion, segun la cual el nucleo 16 pasa en la direccion longitudinal por el tubo correspondiente, estando llenado el espacio anular entre el nucleo 16 correspondiente y la pared interior del tubo con masa activa.
15 Para impedir una salida de masa activa 18 en el lado inferior de la bolsa tubular 17, la bolsa tubular 17 esta realizada para ello cerrada en el lado inferior, para lo cual esta previsto un liston de cierre 19.
El electrodo negativo 9 dispone tambien de una banda colectora de corriente 11, que esta realizada como parte superior de un marco y que se extiende en la direccion transversal respecto a la direccion de altura 5 de la carcasa 20 2. Para unir el polo negativo 7 de la bateria 1 sirve para cada electrodo negativo 9 una banderilla colectora de corriente 13 dispuesta en el lado superior en la banda colectora de corriente 11 correspondiente, habiendose establecido un contacto electrico con las banderillas colectoras de corriente 13 de varios electrodos negativos 9 mediante un puente comun 14.
25 A continuacion de la banda colectora de corriente 11 esta dispuesta una rejilla de barras 20, que pone a disposicion diferentes campos de rejilla 21, que estan llenados con masa activa 22. La rejilla de barras 20 dispone de barras longitudinales que se extienden en la direccion de altura 5 y de barras transversales que se extienden en la direccion transversal respecto a ello, siendo el diametro de las barras longitudinales superior al diametro de las barras transversales.
30
Para evitar cortocircuitos, los electrodos positivos 8 y los electrodos negativos 9 estan desacoplados electricamente unos de otros, para lo cual se usa un separador. En el ejemplo de realizacion mostrado se usa como separador una hoja de separador 34 nervada. Ademas, para cada electrodo negativo 9 esta prevista una bolsa de tela no tejida 23, en la que esta insertado el electrodo negativo 9 correspondiente.
35
La bateria de traccion 1 anteriormente descrita esta disponible en distintos tamanos constructivos, aumentando la capacidad de la bateria de traccion 1 a medida que aumenta el tamano. Por normas y codigos aplicables, como magnitud de dimensionado para baterias de traccion 1 aptas para el mercado esta disponible la direccion de altura 5 o la direccion de profundidad, pero no la direccion de anchura. Unas baterias de traccion 1 de diferentes 40 capacidades se distinguen por lo tanto sobre todo por su extension en la direccion de altura 5. Por lo tanto, las baterias de traccion 1 de diferentes tamanos constructivos estan realizadas del mismo modo en cuanto a su forma y su equipamiento, solo los electrodos positivos 8 o los electrodos negativos 9 estan realizados mas largos por una mayor altura constructiva, es decir, disponen de una mayor extension en la direccion de altura 5 para el alojamiento de mas masa activa 18 para un aumento de la capacidad.
45
La configuracion segun la invencion resulta de las otras Figuras 2 a 6, estando representadas en estas Figuras para simplificar solo los electrodos positivos 8 o los electrodos negativos 9 en diferentes vistas. Todos los demas componentes de la bateria, de los que naturalmente tambien dispone la bateria de traccion 1 segun la invencion, no estan representados para mayor claridad.
50
La Figura 2 muestra una representacion esquematica en perspectiva de la disposicion de los nucleos de un electrodo negativo 8 segun la invencion. Como resulta de la representacion, el electrodo positivo 8 presenta una banda colectora de corriente 10. A diferencia de lo que ocurre en el estado de la tecnica, esta se extiende en la direccion de altura 5 de la carcasa de bateria 2 y el tramo final del lado del terminal de la banda colectora de 55 corriente 10 sirve como banderilla colectora de corriente 12. En la forma de realizacion mostrada, la banda colectora de corriente 10 esta realizada ademas de forma que se estrecha en direccion a su extremo opuesto a los terminales.
El electrodo positivo 8 dispone ademas de una pluralidad de nucleos 16, que derivan de la banda colectora de corriente 10 y que se extienden unos en paralelo a los otros. A diferencia del estado de la tecnica segun la Figura 1,
los nucleos 16 estan orientados, no obstante, en la direccion transversal respecto a la direccion de altura 5, es decir, su extension longitudinal 27 se extiende transversalmente respecto a la direccion de altura 5 de la carcasa 2. En el ejemplo de realizacion mostrado, los nucleos 16 estan realizados de forma ortogonal, es decir, la direccion longitudinal 27 correspondiente esta dispuesta en un angulo de 90° respecto a la direccion de altura 5 de la carcasa 5 2.
La orientacion transversal de los nucleos 16 conlleva la ventaja de que la longitud de los nucleos 16, es decir, su extension correspondiente en la direccion longitudinal 27, independientemente del tamano constructivo de la bateria, es siempre igual. En caso de un tamano constructivo mayor para aumentar la capacidad hay que prolongar la banda 10 colectora de corriente que se extiende en la direccion de altura 5 y segun la prolongacion hay que aumentar el numero de los nucleos 16 que han de preverse en total. La longitud correspondiente de los nucleos 16 se mantiene, no obstante, siempre igual y no se prolonga en caso de un tamano constructivo mayor de la bateria 1, a diferencia de lo que ocurre en el estado de la tecnica.
15 La configuracion segun la invencion conlleva multiples ventajas. Es especialmente ventajoso que la resistencia interna de un nucleo 16 que depende de la longitud de un nucleo 16 se mantiene constante, independientemente del tamano constructivo. Gracias a ello, la bateria de traccion es apta para corriente de alta intensidad, tambien con un tamano constructivo grande.
20 La Figura 3 muestra el electrodo positivo 8 con una bolsa tubular 17 colocada en los nucleos 16. De forma de por si conocida, el espacio anular que rodea respectivamente un nucleo 16 de la bolsa tubular 17 esta llenado con masa activa 18. Esto puede verse en particular en la representacion segun la Figura 4, que para el cierre de la bolsa tubular 17 presenta en su extremo puesto a la banda colectora de corriente tambien un liston de cierre 19.
25 Para la disposicion de la bolsa tubular 17 en una posicion segura sirven unos distanciadores 28 dispuestos en el nucleo 16, asi como tramos de conexion 29, que estan realizados de forma que convergen conicamente, preferentemente en la direccion de la banda colectora de corriente 10.
La configuracion de un electrodo negativo 9 resulta de la vista lateral esquematica segun la Figura 5. Puede verse 30 que el electrodo negativo 9 dispone de forma de por si conocida de una banda colectora de corriente 11. No obstante, a diferencia del estado de la tecnica esta no esta realizada de forma que se extiende en la direccion transversal respecto a la direccion de altura 5 sino en la direccion longitudinal respecto a esta, es decir, se extiende en la direccion de altura 5. La banda colectora de corriente 11 se convierte directamente en una banderilla colectora de corriente 13 prevista en el lado del terminal.
35
El electrodo negativo 9 dispone ademas de una rejilla de barras 21. Esta esta dispuesta en la banda colectora de corriente 11, aunque a diferencia del estado de la tecnica no resulta una disposicion de una encima del otra, sino una disposicion lateral. En el ejemplo de realizacion mostrado, la rejilla de barras 20 se extiende hacia la izquierda partiendo de la banda colectora de corriente 11.
40
La rejilla de barras 20 presenta campos de rejilla 21, que en el estado acabado de montar estan llenados con masa activa 22. Cada campo de rejilla 21 esta limitado, por un lado, por barras transversales 30 y, por otro lado, por barras longitudinales 31. El diametro de las barras transversales 30 esta realizado superior al de las barras longitudinales 31. En este sentido resulta una situacion inversa en comparacion con el estado de la tecnica, puesto que a 45 diferencia del estado de la tecnica no estan realizadas las barras longitudinales 31 con el diametro mayor sino las barras transversales 30. Esto conlleva la ventaja de que coinciden la direccion de fabricacion del electrodo negativo 9 fabricado por ejemplo en el procedimiento de colada por gravitacion y la posterior direccion de suministro de corriente hacia el lado, es decir, con respecto al plano de dibujo segun la Figura 5 hacia la derecha en direccion a la banda colectora de corriente 11 realizada lateralmente. Las barras transversales 30 de material mas grueso por 50 razones relacionadas con la fabricacion estan dispuestas, por lo tanto, en la direccion del flujo de la corriente, siendo posible en conjunto un funcionamiento homogeneizado del electrodo negativo 9.
Desde el punto de vista de la tecnica de produccion, la configuracion segun la invencion tambien es ventajosa porque ahora es posible una fabricacion sin fin continua del electrodo negativo 9. Puede fabricarse una banda de 55 rejilla realizada sin fin en la direccion de altura 5, que solo ha de cortarse a medida a la longitud deseada y que para dejar libre la banderilla colectora de corriente 13 ha de liberarse de uno, dado el caso de dos cruces de rejilla adyacentes a la banderilla colectora de corriente 13 de la rejilla de barras 20, lo que puede realizarse de forma sencilla mediante estampado.
En combinacion, el electrodo positivo 8 y el electrodo negativo 9 presentan ademas la ventaja de tener siempre el mismo recorrido de corriente 32 y 33 respecto a los nucleos 16 y la rejilla de barras 20, como esta representado a titulo de ejemplo en la Figura 6.
5 La Figura 6 muestra un electrodo positivo 8 y un electrodo negativo 9, concretamente uno al lado del otro, para poder representarlos mejor graficamente. En el estado acabado de montar, los electrodos 8 y 9 estan dispuestos uno tras otro. Al interconectar un consumidor entre los terminales, el flujo de corriente tiene lugar del electrodo negativo 9 al electrodo positivo 8 correspondiente, lo que esta representado esquematicamente mediante los recorridos de corriente 32 y 33 dibujados. Como dejan ver los dos recorridos de corriente 32 y 33 dibujados a titulo 10 de ejemplo, el recorrido de corriente respecto a los nucleos 16, por un lado, y respecto a la rejilla de barras 20, por otro lado, tiene siempre la misma longitud gracias a la configuracion segun la invencion de los electrodos 8 y 9 Cuando el recorrido por el que debe pasar la corriente respecto a la rejilla de barras 20 del electrodo negativo 9 es comparativamente largo, resulta un recorrido comparativamente corto respecto a los nucleos 16 del electrodo positivo 8 correspondiente, como muestran los tramos 32a y 32b del recorrido de corriente 32. Cuando el recorrido 15 de corriente respecto a la rejilla de barras 20 del electrodo negativo 9 es comparativamente corto, resulta un recorrido de corriente comparativamente largo respecto a los nucleos 16 del electrodo positivo 8 correspondiente, como muestran a titulo de ejemplo los tramos 33a y 33b del recorrido de corriente 33. Es determinante que los tramos correspondientes de los dos recorridos de corriente 32 y 33 tengan sustancialmente la misma longitud, es decir, que resulta una entrada y salida de corriente homogenea de la bateria 1 en una carga o descarga. En una 20 bateria segun el estado de la tecnica resultan recorridos de corriente de diferentes longitudes, puesto que un recorrido de corriente comparativamente corto en el electrodo negativo 9 conduce a un recorrido de corriente tambien comparativamente corto en el electrodo positivo 8. Un recorrido de corriente comparativamente largo del electrodo negativo 9 conduce en cambio tambien a un recorrido de corriente comparativamente largo en el electrodo positivo 8. La orientacion transversal segun la invencion consigue resolver esto de la forma ya anteriormente 25 descrita.
La orientacion transversal anteriormente descrita conlleva otra ventaja, en particular respecto al electrodo positivo 8. En el funcionamiento conforme a lo prescrito, el recorrido de corriente pasa respectivamente por los nucleos 16 a la banda colectora de corriente 10 conectada con ellos. En la zona de transicion de cada nucleo 16 a la banda 30 colectora de corriente 10 se produce una mayor densidad de corriente en funcion de la longitud del nucleo. La densidad de corriente en la zona de transicion entre el nucleo 16 correspondiente y la banda colectora de corriente 10 es tanto mayor cuanto mayor sea la longitud de los nucleos 16 correspondientes. Se trata de evitar basicamente densidades de corriente elevadas, puesto que conduce a una mayor generacion de calor y a una mayor sensibilidad a la corrosion. Como resultado, resulta una vida util mas corta si las densidades de corriente aplicadas son mas 35 elevadas. Puesto que la extension longitudinal de los nucleos 16 de la bateria 1 segun la invencion es mas corta que en los nucleos 16 segun el estado de la tecnica, tambien en caso de formas constructivas mas grandes de las baterias, con la misma capacidad de la bateria aumenta en la bateria segun la invencion la vida util a esperar en comparacion con una bateria en la forma constructiva segun el estado de la tecnica.
40 Lista de signos de referencia
1 Bateria de traccion
2 Carcasa
3 Cuba
45 4 Tapa
5 Direccion de altura carcasa
6 Polo positivo
7 Polo negativo
8 Electrodo positivo
50 9 Electrodo negativo
10 Banda colectora de corriente electrodo positivo
11 Banda colectora de corriente electrodo negativo
12 Banderilla colectora de corriente electrodo positivo
13 Banderilla colectora de corriente electrodo negativo
55 14 Puente
15 Puente
16 Nucleo
17 Bolsa tubular
18 Masa activa
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Liston de cierre
Rejilla de barras
Casilla de rejilla
Masa activa
Bolsa de tela no tejida
Paquete positivo de placas
Paquete negativo de placas
Paquete total de placas
Direccion longitudinal nucleo/barra transversal
Distanciador
Tramo de conexion
Barra transversal
Barra longitudinal
Recorrido de corriente
Recorrido de corriente
Hoja de separador

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Bateria, en particular bateria de traccion, con una carcasa de bateria (2) que pone a disposicion terminales (6, 7) en el lado superior, en la que dispuestos de forma alternante electrodos negativos y positivos (8, 9)
    5 conectados con los terminales (6, 7), estando realizados los electrodos positivos (8) como placas tubulares y presentando respectivamente una banda colectora de corriente (10), asi como una pluralidad de nucleos (16) que se extienden en paralelo unos a otros a partir de la banda colectora de corriente (10) y estando realizados los electrodos negativos (9) como placas de rejilla y presentando respectivamente una banda colectora de corriente (11) que se convierte en una banderilla colectora de corriente (13), asi como una rejilla de barras (20) dispuesta en la 10 misma, que pone a disposicion campos de rejilla llenados con masa activa (21), caracterizada porque los nucleos (16) de los electrodos positivos (8) estan orientados de modo que se extienden en la direccion transversal, preferentemente ortogonal respecto a la direccion de altura (5) de la carcasa de bateria (2) y porque la banda colectora de corriente (11) de los electrodos positivos (9) esta orientada de modo que se extiende en la direccion de altura (5) de la carcasa de bateria (2).
    15
  2. 2. Bateria segun la reivindicacion 1, caracterizada porque las bandas colectoras de corriente (10) estan orientadas en la direccion de altura (5) de la carcasa de bateria (2).
  3. 3. Bateria segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque las bandas colectoras de corriente (10) 20 estan realizadas respectivamente de forma que se estrechan en direccion a su extremo opuesto a los terminales (6,
    7).
  4. 4. Bateria segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el tramo final del lado del terminal de las bandas colectoras de corriente (10) sirve respectivamente como banderilla colectora de corriente
    25 (12).
  5. 5. Bateria segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los nucleos (16) comprenden una seccion transversal en forma de estrella.
    30 6. Bateria segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la banda colectora de corriente (10) con la
    rejilla de barras (20) dispuesta en la misma esta fabricada como pieza colada por gravitacion.
  6. 7. Bateria segun la reivindicacion 6, caracterizada porque la rejilla de barras (20) presenta barras transversales y longitudinales (30, 31), extendiendose las barras transversales (30) en la direccion transversal
    35 respecto a la direccion de altura (5) de la banda colectora de corriente (11) y teniendo un diametro que es superior al diametro de las barras longitudinales (31).
  7. 8. Bateria segun la reivindicacion 7, caracterizada porque las barras transversales (30) de los electrodos negativos (9) y los nucleos (16) de los electrodos positivos (8) estan realizados con la misma longitud en
    40 su extension correspondiente en la direccion longitudinal (27).
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