Модуль электрической батареи

Модуль аккумуляторной батареи, содержащий плоские гальванические элементы (1), расположенные в корпусе (15) между теплопроводными разделительными пластинами (7), имеющими контакт с боковой стенкой корпуса (15), в котором ленточные электроды (4, 5) соседних гальванических элементов (1) соединены с помощью клеммы, содержащей опорный фасонный элемент (2), а также защитный фасонный элемент (3), причем опорный фасонный элемент (2) закреплен на теплопроводной разделительной пластине (7), расположенной между соединяемыми ленточными электродами (4, 5) элементов (1).

Настоящая полезная модель относится к модулю аккумуляторной батареи, содержащему плоские гальванические элементы, установленные в корпусе между теплопроводными пластинами, и служащему источником энергии для автомобиля с электрическим или гибридным приводом.

Обеими клеммами гальванических элементов, используемых в модулях такого типа, служат ленточные электроды, отходящие от корпуса элемента в виде двух тонких плоских металлических пластин, одной из алюминия, а второй из меди. Такая конструкция полюсов создает проблему формирования эффективного электрического соединения двух гальванических элементов, расположенных рядом в модуле аккумуляторной батареи. Это вызвано тем фактом, что расстояния между элементами малы; материалы, из которых выполнены ленточные электроды, обладают различными электрохимическими свойствами, а в месте их контакта при наличии влаги может быть образован гальванический элемент, служащий источником коррозии и увеличения сопротивления соединения. Такое повышенное сопротивление соединенных между собой электродов приводит к потерям энергии и повышению тепловой энергии, образующейся в месте соединения. За счет увеличенной тепловой энергии происходит быстрое окисление алюминиевой детали в месте соединения и еще большее повышение сопротивления. Поэтому в известных решениях электроды гальванических элементов соединены посредством опорных и защитных фасонных элементов.

Из US 2008/0124617 известен модуль аккумуляторных батарей, в котором для лучшего использования пространства концы соединяемых электродов закреплены с помощью опорных и защитных фасонных элементов. Кроме того, концы соединяемых электродов разделены с помощью пластины из электроизолирующего материала, в которой выполнены два ряда осевых направляющих отверстий, обеспечивающих правильное расположение соединенных электродов перед их электрическим соединением и закреплением.

Кроме того, из WO 2010/071463 известен модуль аккумуляторных батарей, в котором плоские гальванические элементы расположены в корпусе между теплопроводными разделительными пластинами, имеющими контакт с боковой стенкой корпуса. В этом известном решении концы соединяемых электродов также отделены один от другого с помощью пластины, изготовленной из электроизолирующего материала, в которой выполнены два ряда осевых направляющих отверстий.

Задача настоящей полезной модели состоит в создании соединительного элемента, выполненного таким образом, что ленточные электроды надежно и жестко соединены друг с другом на большой поверхности, с возможностью получения неразъемного электрического соединения, отличающегося малым значением сопротивления, обеспечивающего лучшее использование пространства, упрощение сборки элементов в модули, а также их использование с меньшей вероятностью случайных коротких замыканий.

Модуль аккумуляторной батареи, содержащий плоские гальванические элементы, расположенные в корпусе между теплопроводными разделительными пластинами, имеющими контакт с боковой стенкой корпуса, в котором ленточные электроды соседних элементов соединены с помощью клеммы, содержащей опорный фасонный элемент, а также защитный фасонный элемент, отличающийся тем, что опорный фасонный элемент закреплен на теплопроводной разделительной пластине, расположенной между соединяемыми ленточными электродами элементов.

Опорный фасонный элемент предпочтительно закреплен на теплопроводной разделительной пластине с помощью продольной соединительной прорези, выполненной в основании указанного элемента.

Теплопроводная разделительная пластина предпочтительно с возможностью перемещения вставлена в продольную соединительную прорезь опорного фасонного элемента.

Опорный фасонный элемент предпочтительно соединен с теплопроводной разделительной пластиной методом термокомпрессии.

Опорный фасонный элемент предпочтительно приклеен к теплопроводной разделительной пластине.

Опорный и защитный фасонные элементы предпочтительно имеют дугообразные фасонные поверхности.

В предпочтительном примере осуществления полезной модели, опорный фасонный элемент и/или защитный фасонный элемент выполнены из пластмассы.

В другом предпочтительном примере осуществления полезной модели, модуль содержит сильноточную клемму и измерительную клемму.

Удаление пластины из электрически непроводящего материала, в которой выполнены отверстия, направляющие концы электродов, и замена их опорным фасонным элементом, закрепленным на теплопроводной разделительной пластине, приводит к лучшему использованию пространства и более удобной сборке клемм на концах электродов.

В описании настоящей полезной модели термином "фасонный элемент" обозначен каждый элемент, имеющий объемную поверхность, отличную от плоской поверхности, и обеспечивающий дугообразный профиль плоских ленточных электродов при их соединении за счет поджатия.

Примеры осуществления настоящей полезной модели показаны на чертежах, на которых:

На Фиг.1 показан вид в перспективе соединительного элемента ленточных электродов гальванических элементов перед поджатием.

На Фиг.2 показан вид в перспективе аналогичного соединения после поджатия;

На Фиг.3 показан вид в перспективе опорного фасонного элемента;

На Фиг.4 показан вид в перспективе защитного фасонного элемента;

На Фиг.5 показан вид в перспективе примера сильноточной клеммы;

На Фиг.6 показан частичный разрез модуля аккумуляторной батареи по винтам, крепящим опорный фасонный элемент и защитный фасонный элемент;

На Фиг.7 показан вид в разрезе модуля аккумуляторной батареи в собранном виде; а

На Фиг.8 показан развернутый вид одного модуля аккумуляторной батареи в перспективе со стороны соединительных элементов.

До соединения ленточных электродов гальванических элементов 1 соединительный элемент, как показано на Фиг.1, содержит опорный фасонный элемент 2, закрепленный на теплопроводной разделительной пластине 7, и защитный фасонный элемент 3, между которыми расположены ленточные электроды 4, 5 двух соседних гальванических элементов 1, имеющие электрический контакт между собой; намотанные на опорный фасонный элемент 2 и поджатые защитным фасонным элементом 3 с помощью элементов крепления, выполненных в виде винтов 6.

Изображенные на Фиг.1 опорный фасонный элемент 2 и защитный фасонный элемент 3 имеют дугообразные фасонные поверхности.

На Фиг.2 показан другой соединительный элемент ленточных электродов гальванических элементов 1, в котором опорный фасонный элемент 2 закреплен на теплопроводной разделительной пластине 7 методом термокомпрессии.

В других примерах осуществления настоящей полезной модели опорный фасонный элемент приклеен к теплопроводной разделительной пластине 7.

На Фиг.3 показан пример осуществления опорного фасонного элемента 2 с внешней дугообразной фасонной поверхностью. В этом опорном фасонном элементе 2 выполнены прорезь 11 и отверстия 8 для винтов 6, при этом длина фасонного элемента примерно соответствует ширине ленточных электродов 4, 5. Для уменьшения вероятности случайных коротких замыканий, при сборке соединительного элемента, а также и в процессе эксплуатации, опорный фасонный элемент 2 закреплен с помощью упомянутой прорези 11 на теплопроводной разделительной пластине 7, и выполнен из пластмассы, например полипропилена.

На Фиг.4 показан защитный фасонный элемент 3 с внутренней дугообразной фасонной поверхностью. В этом защитном фасонном элементе 3 выполнены отверстия 9 для винтов 6. Длина этого защитного фасонного элемента 3 соответствует длине взаимодействующего с ним опорного фасонного элемента 2. По тем же причинам что и опорный фасонный элемент 2, защитный фасонный элемент 3 выполнен из пластмассы, например полипропилена.

Для соединения соседних модулей аккумуляторной батареи в группу, первый соединительный элемент согласно полезной модели, выполненный с возможностью соединения с положительным ленточным электродом элемента, и являющийся верхним в модуле аккумуляторной батареи, и последний соединительный элемент, соединяемый с отрицательным ленточным электродом элемента, и являющийся нижним в модуле аккумуляторной батареи, дополнительно оснащены сильноточными клеммами 12. На Фиг.5 показан пример формы сильноточной клеммы 12.

На Фиг.6 показан вид части модуля аккумуляторной батареи в разрезе через зажимные винты, опорный фасонный элемент 2 и защитный фасонный элемент 3. Как видно из Фиг.6, гальванические элементы 1 уложены в штабель и термически разделены посредством теплопроводных разделительных пластинам 7, имеющих механическое соединение с корпусом 15 модуля, а ленточные электроды 4, 5 гальванических элементов 1 намотаны на опорные фасонные элементы 2, расположенные на теплопроводных разделительных пластинах 7, и поджаты защитными фасонными элементами 3. В показанном примере осуществления полезной модели элементами, поджимающими опорный фасонный элемент 2 и защитный фасонный элемент 3, служат винты 6. Кроме того, модуль аккумуляторной батареи имеет измерительные клеммы 10 и сильноточные клеммы 12.

На Фиг.7 показан вид в разрезе модуля аккумуляторной батареи 13 в сборе. Модуль 13 имеет корпус 15, содержащий штабель из восьми плоских гальванических элементов 1, расположенных в корпусе между теплопроводными разделительными пластинами 7, имеющими механический контакт со стенками корпуса 15. В этом модуле ленточные электроды 1 и 2 соседних элементов соединены между собой посредством зажимного соединительного элемента. Зажимные соединительные элементы оснащены опорными фасонными элементами 2, закрепленными на теплопроводных разделительных пластинах 7, к которым с помощью зажимных винтов 6 поджаты защитные фасонные элементы 3.

На Фиг.8 показано изображение со стороны соединительных элементов одного модуля аккумуляторной батареи 13 в разобранном виде. Для соединения гальванических элементов 1 модуля аккумуляторной батареи 13, ленточные электроды 4, 5 попарно намотаны на опорные фасонные элементы 2 и прижаты защитными фасонными элементами 3 посредством винтов 6. Затем может быть собрана электронная плата 14, выполненная с возможностью подачи на нее напряжения со всех измерительных клемм 10 гальванических элементов 1 и подключаемая далее к системе управления аккумулятором. Кроме того, крайние соединительные элементы ленточных электродов, используемых в аккумуляторах, т.е. верхние левые и нижние правые соединительные элементы, могут быть дополнительно оснащены сильноточными клеммами 12.

Рассмотренные выше примеры не могут включать в себя все варианты, обеспечивающие возможность эффективного использования настоящей полезной модели. Они могут только служить примерами осуществления полезной модели, относящимися к конструкции модуля, содержащего плоские гальванические элементы, установленные в корпусе между теплопроводными разделительными пластинами, и служащие источником энергии автомобилей с электрическим или гибридным приводом.

Перечень номеров позиций

1. Модуль аккумуляторной батареи, содержащий плоские гальванические элементы, расположенные в корпусе между теплопроводными разделительными пластинами, имеющими контакт с боковой стенкой корпуса, в котором ленточные электроды соседних гальванических элементов соединены с помощью клеммы, содержащей опорный фасонный элемент, а также защитный фасонный элемент,

отличающийся тем, что

опорный фасонный элемент (2) закреплен на теплопроводной разделительной пластине (7), расположенной между соединяемыми ленточными электродами (4, 5) элементов (1).

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что опорный фасонный элемент (2) закреплен на теплопроводной разделительной пластине (7) с помощью продольной соединительной прорези (8), выполненной в основании указанного элемента.

3. Модуль по п.2, отличающийся тем, что теплопроводная разделительная пластина (7) вставлена с возможностью перемещения в продольную соединительную прорезь (8) опорного фасонного элемента (2).

4. Модуль по п.2, отличающийся тем, что опорный фасонный элемент (2) соединен с теплопроводной разделительной пластиной (7) методом термокомпрессии.

5. Модуль по п.2, отличающийся тем, что опорный фасонный элемент прикреплен к теплопроводной разделительной пластине (7) с помощью теплопроводящего клея.

6. Модуль по п.1 или 2, или 3, отличающийся тем, что опорный фасонный элемент (2) и защитный фасонный элемент (3) имеет дугообразные фасонные поверхности.

7. Модуль по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что опорный фасонный элемент (2) выполнен из пластмассы.

8. Модуль по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что защитный фасонный элемент (3) выполнен из пластмассы.

9. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он содержит сильноточную клемму (12).

10. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он содержит измерительную клемму (10).

РИСУНКИ