Brevet FR2668857A1 — publié le 19920507

Après un siècle de vaines recherches, pour réaliser des batteries d' accumulateurs électriques, beaucoup plus performantes, pour permettre un véritable developpement des automobiles "électriques", ou du moins "mix tes", alors dites "hybrides" et les besoins maintenant pressants, de tenter d'y parvenir, l'invention concerne, des perfectionnements aux batteries d'accumulateurs électriques, les plus usuelles et les plus économiques, dans ce but, donc à celles du type dit "plomb-acide, à formation artificielle et sahs entretien" et d'abord, à en augmenter considérablement la "capacité", en la multipliant par exemple, par 2, 3 ou 4....... sans augmentation correspondante des prix, poids et encombrement des é- lestrodes, de leurs séparateurs et de leurs accessoires, par leurs combinaisons, nouvelles et originales, avec des réserves auxiliaires, importantes et adjacentes, de leurs seules matières dites "actives", à la fois mais séparément, de type positif et négatif", et d'une fluidité, un peu augmentée et interagissant chacune, avec une micro-pompe de circulation, avantageusement "à engranages", co-axiales, pour pulser et asservir des défilements égaux, des dites matières actives, autour ou dans des électrodes appropriées, en fonction de la vitesse et donc de la consommation électrique, du ou des moteurs de propulsion, pour approcher une moyenne, de "profondeur de décharge", bien équilibrée et inférieure à 80-f, favorable à la possibilité d'augmentation, du nombre de cycles de décharge et de recharge successifs, dits par "biberonnage" à chaque retour au garage, tout en y combinant en outre, la possibilité complemen- taire, d'etre alternes, avec des décharges quasi-complètes, même impré- vues et occasionnelles et alors, originalement faciles à surmonter, de façon très rapide, par une sorte de "renovation", en substituant, du moins partiellement, aux seules matières , retenues entre les électrodes et devenues "inactives", d'autres "actives", préparées et stockées d'avance, dans les cartouches amovibles et "embarquées", ou commercialisées par des "stations services", convenablement espacées, le long des routes et des autoroutes. On comprendra mieux ces caractéristiques nouvelles, ainsi que d'autres qui s'y rattachent et les avantages de l'invention, en se reportant aux figures annexées, donnant à simple titre d'exemple, un mode de mise oeuvre avantageux, mais non limitatif, à l'regard duquel: La Pig.l représente, une vue schématicue en élavation, avec coupes partielles et à petite échelle, d'une fraction de batterie d'accumulateurs électriques, perfectionnee, conformément à l'invention. La Fig.2 représente, une vue sohenatique de profil et à plus grande échelle, selon la ligne A-A de la Fig.I et dans le sens des flèches. Selon ces Figs., on a une fraction de batterie, constituée d'une enceinte extérieure -1-, formée par un tronçon de profilé tubulaire extrudé en matière dite "plastique", ou comparable, à la fois électriquement isolante et compatible, avec l'acide sulfurique, obturé de façon étanche à ses deux extrémités, par les bouchons, comportant les poignées de manutention -2- et -3- et longitudinalement, contre des levures d'étanchéité, de ses deux fractions de paroi verticale: -4- et -4'-, contre un empilage, excentré vers le bas, d'éléments d'accumulateurs, constitués chacun, de deux électrodes, en forme de coupelles symétriquement inversées -5- et -6-, de part et d'autre d'un séparateur usuel, tel que -7-, grâce à quatre perforations, semblablement disposées, de chacun de ces constituants et -emriet- tant leur enfilage et leur enserrage, avec des rondelles d'écartement formant entretoises, d'une part électriquement isolantes, par paire, autour des collecteurs tubulaires -8- et -9-, de distribution des matières dites "actives" et d'autre part, conductrices, autour des collecteurs -10- et -11- des courants électriques, tout en réalisant originalement et du nême coup, deux réservoirs adjacents, de part et d'autre, de la paroi -4- -4'- pour contenir les réserves, respectivement -12- et -13-, des matières dites "actives, positives et négatives", précitées. Dans cet empilage, chaque élément d'accumulateur est constitué, de 2 minces disques, mais rigides, par exemple de tôle aciérée -5- et -6- et fortement enrobés, après usinage, d'un alliage de plomb, usuel pour les accumulateurs "sans entretien" et avantageusement, du type dit plomb calcium, ils comportent un petit bord coudé périphérique -14-, de raidisse et retenue, des matières dites actives précitées, sauf dans 'étroi- tes zones supérieures, symétriquement inversées, respectivement en -15et -16-, des électrodes positives et négatives, pour former ainsi des "é- vents", d'évacuation des matières actives, confinées de part et d'autre d'un soparateur -7-, usuellement constitué, pour assurer à la fois, l'isolement électrique et la porosité convenable, entre les électrodes. En outre, à chaque plan d'empilape, ltécartement convenable, entre les paires d'électrodes, respectivement positives et négatives, telles que -5- et -5-, par exemple de l'ordre de 2 fois 2 nillinètres, est main- tenu, par les 4 paires de rondelles d'écartement précitées, dont il est précisé, une fois de plus, que celles autour des collecteurs tubulaires -8- et -9-, sont électriquement isolantes, tandis qu'autour des collecteurs électriques -10- et -1 1-, qui peuvent être doublés, pour réaliser des groupements en série parallèle, elles sont conductrices et Jutau surplus, cet écartement, sera proDressivement croissant, à chacun des plans successifs, selon une loi, déte i née expérimentalement, pour assu rer une vitesse de passage des matières actives, égale partout, depuis leur admission, par des lumières latérales, des collecteurs -8- et -9jusqu'à leur échanpement, par les évents périphériques, tels que -15- et -16-, en fonction de la distance d'admission, par rapport aux pompes respectives, de refoulement et de circulation des matières dites actives qui seront décrites, plus loin. Ainsi, ces matières dites actives précitées et respectivement 1,positi- ves et négatives", usuelles pour la formation dite "artificielle" des accumulateurs, selon le processus dit "plomb-acide et sans entretien", sous la forme de pâtes connues et constituées principalement d'oxyde de plomb, d'acide sulfurique et d'eau, transformée électriquement pour obtenir du bioxyde de plomb, pour 1'électrode positive et de plomb spongieux, pour ltélectrode négative, sont alors appropriées, à leur fonction nouvelle et originale, de circulation, par une plus grande fluidité, facilement obtenue, par une plus grande proportion, d'acide sulfurique et d'eau, jusqu'à être appropriée, pour un pompage facile, de préférence par des pompes dites "à engrenages", avantageusement en "polytétrafluoréthylène", telles que -17- et -18-, incorpores par exemple, dans le bouchon -3- et entrainées co-axialement, à la même vitesse par un "micro-moteur" électrique "universel", dont la vitesse de rotation, par son axe x-x', est auton ti- quement variable, en fonction de l'intensité des courants de "décharge et de recharge" de la batterie, ce qui "pilote" ainsi, la vitesse de défilement, donc égale/partout, des matières actives et surtout contre les élec- trodes, telles que -5- et -6-, zusqutà leur éjection, par les évents respectifs, tels que -15- et -16-, pour se poursuivre ainsi, en circuit fermé, par le truchement des réserves -12- et -13-, du moins tant qu'il y a décharge ou recharge, étant précisé que cet arrêt de la recharge dans le garage usuel du véhicule et muni à cet effet d'un "chargeur redresseur" approprié, intervient de façon connue, dès que la tension, du stockage d' électricité, dans la batterie, atteint le maximum prédéterminé, pat ltef- fet d'un disjoncteur dit "à maximum" usuel. 3'autre rart et inversement, un voltmètre approprié et visible sur le "tableau de bord", attire l'attention du conducteur, sur la "profondeur de décharge" de la batterie, dès qu'elle devient importante et un signal sonore le confirme, dès qu'elle atteint, par exemple 75 ,', en lui offrant ainsi le choix, soit de continuer de rouler "doucement", pour rentrer à son garage, s'il n'est pas trop éloigné, ou sinon, de "régénérer" la batterie, par l'utilisation de sa "cartouche de régénération", prévue à cet effet. Dans ce but et par précaution, il est originalement "embarqué" sur le véhicule, la dite cartouche, constituée de 2 reservoirs tubulaires adjacents, contenant respectivement, chaque dose de ".~ttatière active positive et négative, nécessaire pour sa substitution, à la seule fraction de matières actives, contenues entre toutes les électrodes, telles que -5- et -6- et devenues inactives, des nouvelles "actives" et stockées d'avance, dans la cartouche précitée, grâce à des moyens de couplage appropries et constitués, d'une part, par une petite pile, de courte alimentation du micro-noteur, d'entrainement des pompes -17- et -18- et d'autre part, des tubulures auxiliaires, de puisage des pompes dans la cartouche, qui ne sont pas représentées et qui obturent du meme coup, leur puisage usuel, dans les réserves -12- et -13-, tandis que l'on pourra aussi bien avoir recours, à une intervention équivalente, d'une station-service, équipée à cet égard, s'il en existe une, à proximité. A cette occasion, si on le juge utile, on pourra blême réaliser une renovation, totale et économique de la batterie en cause, en étendant 1' opération, à une vidange complète de la batterie, par les bouchons habituels, qui ne sont nas représentés et en procédant alors au remplacement complet des matières positives et négatives, devenues inactives, par une multiplication correspondante, de couplages successifs, de plusieurs cartouches de régénération, sur les tubulures précitées et appropriées des pompes -17- et -18-, ce qui deLf!eurera néanmoins, une opération rapide et écononique, du genre d'une vidange de moteur traditionnel. En vue de telles opérations, il sera conforme à l'invention, que les "stations-services", pour se spécialiser à cet égard, s'équipent originalement et d'avance, de telles "cartouches de régénération et approprie'es à chaque modèle de "batteries de traction" de véhicules et à les recharger, non seulement de la façon usuelle et connue, mais aussi, originale- ment et mieux, quasi-gratuflement, par des aérogénérateurs, des piles solaires, des "mini-centrales eydrauliQues", des incinérations de déchets et notamment d'huiles de vidange de moteurs, dans la mesure où par ce truchement de "cartouches de rénovation" précitées, leurs ventes portant ainsi sur des produits chimiques, ne risquent pas de porter atteinte, au mo- nopole de distribution d'électricité. Enfin, il est évident que l'invention, ne se limite pas aux seules dispositions, explicitement décrites et représentées, à simple titre d' exemples, pour matérialiser l'invention, mais que son domaine s'étend au contraire et exprésément, à toutes les variantes, tant d'application que d'exécution et non seulement à celles mettant en oeuvre, des oyens, procédés et combinaisons, non seulement équivalents, ruais même seulement comparables, particulièrement par inversion ou transposition et par exem ple, en substituant à la forme cylindrique de l'enceinte -1- et de son ensilage interne, toute autre forme, telle qu'ovale ou rectangulaire, ou aux matières dites actives des accumulateurs dits au "plomb-acide" celles de tous autres processus connus, ou encore la substitution aux pompes dites à engrenages -17- et -18-, l'autres à vis par exemple, pour réaliser finalement des batteries d'accumulateurs électriques dits e traction" d'un nombre d'éléments quelconques et regroupés usuellement en "sérieparallèle", selon les besoins à satisfaire. Spécialement, on mentionnera à cet égard, que l'invention vise nota.n- ment, la transposition des moyens et procédés précités, à des électrodes cylindriques, comme c'est déjà bien connu, alors en combinaison avec des collecteurs de regroupement appropriés, ainsi que l'utilisation à double face, d'électrodes du genre décrit plus haut. R###IDICATI0NS 1 - Batterie d'accumulateurs électriques, à formation dite "artificielle de ses électrodes, caractérisée par le fait: que cette formation de "matières dites actives" contre les électrodes est originalement combinée, avec d'autres auxiliaires et complémentaires, stockées dans des ré servoirs adjacents, interagissant avec des confinements respectifs et appropriés, ainsi qu'avec deux micro-pompes co-axiales, assurant ainsi des circulations séparées, mais synchronisées, des matières dites actives, positives et négatives et asservies à la marche du véhicule. 20 Batterie d'accumulateurs, selon la revendication 10, caractérisée par le fait: qu'elle est du type dit poR#b-acide sans entretien" et originalement combiné, dans une enceinte tubulaire, avantageusement constituée par un tronçon tubulaire -1-, de matière dite plastique extrudée et obturé de façon étanche aux extrémités, par des bouchons -2- et -3- et séparée longitudinalement, en deux réservoirs auxiliaires -13- et -12-, par deux fractions de la paroi verticale -4- et -4'-, ensemble électriquement et chimiquement neutre, pour contenir un empilage interne et excentré par le bas, d'éléments d'accumulateurs, combinant chacun deux électrodes, telles rue -5- et -5-, respectivement "positive et négative" en forme de, minces coupelles enrobées d'alliage dit de plomb-calcium" symétriquement inversées, de part et d'autre de leur séparateur usuel -7- et enfilées, avec des entretoises d'écartement, tant autour des collecteurs tubulaires de distribution -8- et -9- des matières dites actives, dans ces électrodes -5- et -6-, qu'autour des collecteurs d'électricité, tels que -10- et -11-. 304 Batterie 'accumulateurs, selon la revendication 20, caractérisée par le fait: que les électrodes positives et négatives, telles que -5- et -6-, sont constituées de minces disques rigides, par exemple de tole aciérée, fortement enrobées d'alliage dit "plomb-calcium", après usinage d'un petit bord coudé périphérique -14-, comportant des découna- ges en forme d'évents, symétriquement inversés -15- et -16- et quatre perforations également symétriquel ent inversées, sur chacune d'elles, pour en permettre l'enfilage, de part et d'autre d'un sé#arateur -7-. 40- Batterie d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendications 10, 20, et 30, caractérisée par le fait: que les matières dites "actives", préparées de la façon usuelle, pour les accumulateurs dits "plomb-acide, à formation artificielle et sans entretien", sont appropriées, à leur fonction nouvelle de circulation, coutre les électrodes, par une plus grande fluidité, obtenue par une plus grande proportion d' acide sulfurique et d'eau. 5% Batterie d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendica- tions 10, 20, 30, 40, caractérisée par le fait: que la pulsion et la cir culation, des matières dites actives, respectivement positives et négatives, dans les électrodes correspondantes, est réalisée par deux pompes co-axiales, avantageusement "à engrenages" -17- et -16-, entraînées ensemble, par un micro-moteur électrique universel, à vitesse variable, en fonction de sa tension d'alimentation et puisant, simultanément, les r,la- tières actives, dans les réserves auxiliaires adjacentes -12- et -13-. 6 - Batterie d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendications 10, 20, 30, 40 ou 50, caractérisée par le fait: que la "profondeur de décharge", alors moyenne et prédéterminée, de l'ordre de 75% par exem plue, étant reflétée au conducteur, de façon visuelle et sonore, il peut donc y parer, soit en rentrant lentement, dans son tarage usuel, soit par une régénération partielle de sa batterie. 70- Batterie d'accumulateurs, selon la revendication 60, caractérisée par le fait: qu'une régénération, du moins partielle de la batterie, est originalement réalisée, par sa combinaison nouvelle, avec une "cartouche de régénération" prévue à cet effet, soit "embarquée" d'avance sur le vé- hicule, ou commercialisée par des "stations service", équipées dans ce but et combinant, aux doses prédéterminées de matières actives, positives et négatives et égales à celles contenues contre les électrodes, une pe- tite pile, de courte/alimentation du micro-#oteur d'entraînement, des pompes -17- et -18-. 8 - Batterie d'accumulateurs, selon la revendication 70, caractérisée par le fait: qu'une régénération totale et économique de la batterie est réalisée, par sa combinaison successive et nouvelle, avec autant de cartouches de régénération, qu'il est nécessaire et une vidange préalable de toutes les "matières correspondantes épuisées". 90- Batterie d'accumulateurs, selon l'une quelconque, des revendications 1 , 20, 30, 4 , 5 , 6 , 70 ou 8 , caractérisée par le fait: que 1' on transpose et substitue, aux électrodes précitées, d'autres antérieurement connues, co---#:.-ne celles dites cylindriques ou tubulaires, notallment pour des électrodes positives, en les étendant à celles négatives, trace à une interaction d'enseriible, par des collecteurs tubulaires de liaison. 100- Batterie d'accurlLulateur, selon l'une quelconque, des revendications 1 , 20, 30, 40, 50, 60, 70, e ou 9 , caractérisée par le fait: : qu'elle permet, la propulsion quasi-#ratuite, dd'.m véhicule, dans un ga- rave équipé d'un aérogénérateur , de piles solaires, d'une mini-centrale hydraulique, ou d'une incinération de déchets et par exemple d'huiles de vidange.