Батарея электрохимических элементов

Полезная модель относится к электрическому оборудованию, а именно, к батареям, непосредственно преобразующим химическую энергию в электрическую. Батарея электрохимических элементов содержит корпус и радиатор охлаждения. Внутри корпуса расположены устройство сжатия и пакет разделенных теплоотводящими пластинами единичных электрохимических элементов плоского типа, последовательно собранный между двумя концевыми токоотводами. Радиатор охлаждения закреплен на корпусе перпендикулярно плоскости единичных элементов. Устройство сжатия выполнено в виде эластичной камеры, заполненной газом под давлением. Указанная камера расположена между одной из стенок корпуса и соответствующим концевым токоотводом пакета электрохимических элементов. Полезная модель позволяет повысить надежность работы предлагаемой батареи. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится к электрическому оборудованию, а именно, к батареям, непосредственно преобразующим химическую энергию в электрическую.

Из уровня техники известна батарея электрохимических элементов, содержащая корпус, внутри которого расположены устройство сжатия и пакет разделенных теплоотводящими пластинами единичных электрохимических элементов плоского типа, последовательно собранный между двумя концевыми токоотводами, и радиатор охлаждения, закрепленный на корпусе перпендикулярно плоскости единичных элементов (см. патент CN 103199315, кл. H01M 2/10, опубл. 10.07.2013). Недостатками известного устройства являются относительно малая эффективность и короткий срок службы, обусловленные ненадежностью работы устройства сжатия.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в уменьшении количества отказов в работе за весь период использования накопителя энергии. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в батарее электрохимических элементов, содержащей корпус, внутри которого расположены устройство сжатия и пакет разделенных теплоотводящими пластинами единичных электрохимических элементов плоского типа, последовательно собранный между двумя концевыми токоотводами, и радиатор охлаждения, закрепленный на корпусе перпендикулярно плоскости единичных элементов, устройство сжатия выполнено в виде эластичной камеры, заполненной газом под давлением и расположенной между одной из стенок корпуса и соответствующим концевым токоотводом пакета электрохимических элементов. Эластичная камера предпочтительно выполнена в виде сильфона, заполнена углекислым газом и снабжена клапаном с датчиком температуры. Батарея может быть снабжена дополнительной эластичной камерой, расположенной между второй стенкой корпуса и соответствующим концевым токоотводом пакета электрохимических элементов.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой батареи в сборе;

на фиг. 2 - единичный электрохимический элемент плоского типа;

на фиг. 3 - разделительная теплоотводящая пластина;

на фиг. 4 - схема крепления плат выравнивания напряжения и контроля.

Предлагаемая батарея состоит из пакета последовательно собранных между двумя концевыми токоотводами 1 и 2 единичных электрохимических элементов 3 плоского типа с токоотводами 4 на боковых поверхностях. Коммутация единичных элементов 3 осуществляется через промежуточные разделительные теплоотводящие пластины 5, имеющие Г-образные полки 6 предназначенные для отвода тепла, и Г-образную полку 7, предназначенную для крепления плат 8 выравнивания напряжения и контроля. Токосъем с батареи осуществляется концевыми токоотводами 1 и 2, электрически соединенными с клеммами 9 в контактной коробке 10 через систему шин.

Для обеспечения электрического и теплового контакта между единичными элементами 3 и промежуточными теплоотводящими пластинами 5, а также для уменьшения внутреннего последовательного сопротивления самих единичных элементов 3, батарея поджимается в продольном направлении устройством сжатия в виде сильфонной эластичной камеры 11, заполненной углекислым газом под давлением от 0,05 до 3,0 МПа и снабженной предохранительным клапаном с датчиком температуры (на чертежах не показан). Камера 11 расположена между одной из стенок корпуса 12 батареи и токоотводом 2. Батарея может быть снабжена второй эластичной камерой (на чертежах не показана), расположенной между второй стенкой корпуса 12 и токоотводом 1. Корпус 12, выполненный из усиленной гофрами листовой стали, принимает на себя механическую нагрузку от сжатия батареи, обеспечивает жесткость и герметичность внутреннего пространства батареи.

Тепло, выделяющееся внутри единичных элементов 3, передается на промежуточные теплоотводящие пластины 5, откуда теплоотвод осуществляется через стенки корпуса 12. Батарея имеет один или два внешних радиатора охлаждения 13, закрепленных на корпусе с разных сторон перпендикулярно плоскости единичных элементов 3. Для обеспечения теплопередачи к указанным радиаторам Г-образные полки 6 выполнены с двух противоположных сторон. Радиаторы 13 снабжены продольными ребрами, через которые центробежным вентилятором 14, закрепленным на одном из торцов корпуса 12, продувается поток воздуха. Для обеспечения электрической изоляции между Г-образными полками 6 пластин 5, находящихся под различными потенциалами, и радиаторами 13, находящихся под потенциалом корпуса 12, используют электроизоляционные теплопроводные прокладки 15 в виде пластин или пленок.

Для контроля и выравнивания напряжения на единичных элементах 3, а также для контроля их температуры используются платы 8 выравнивания и контроля, закрепленные на Г-образных полках 7 промежуточных теплоотводящих пластин 5.

Полезная модель позволяет значительно уменьшить количество отказов в работе за весь период использования батареи, сохраняя при этом безопасность устройства в целом.

1. Батарея электрохимических элементов, содержащая корпус, внутри которого расположены устройство сжатия и пакет разделённых теплоотводящими пластинами единичных электрохимических элементов плоского типа, последовательно собранный между двумя концевыми токоотводами, и радиатор охлаждения, закреплённый на корпусе перпендикулярно плоскости единичных элементов, отличающаяся тем, что устройство сжатия выполнено в виде эластичной камеры, заполненной газом под давлением и расположенной между одной из стенок корпуса и соответствующим концевым токоотводом пакета электрохимических элементов.

2. Батарея по п. 1, отличающаяся тем, что эластичная камера выполнена в виде сильфона.

3. Батарея по п. 1, отличающаяся тем, что эластичная камера заполнена углекислым газом и снабжена клапаном с датчиком температуры.

4. Батарея по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена дополнительной эластичной камерой, расположенной между второй стенкой корпуса и соответствующим концевым токоотводом пакета электрохимических элементов.

РИСУНКИ