МОДУЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ БАТАРЕИ

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
Гальванический элемент
2
Опорный фасонный элемент
3
Защитный фасонный элемент
4
Ленточный электрод (+)
5
Ленточный электрод (-)
6
Зажимные винты
7
Теплопроводная разделительная пластина
8
Отверстия для зажимных винтов, выполненные в опорном фасонном элементе 2
9
Отверстия для зажимных винтов, выполненные в защитном фасонном элементе 3
10
Измерительная клемма
11
Прорезь, выполненная в опорном фасонном элементе
12
Сильноточная клемма
13
Модуль аккумуляторной батареи
14
Электронная плата
15
Корпус модуля