КОРПУС ЛИТИЙ-ИОННОЙ БАТАРЕИ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве тяговых батарей с номинальным напряжением 48В для небольших транспортных средств.
Из уровня техники известен корпус литиевой батареи по патенту № RU 159703, выполненный стаконообразной формы и содержащий дно, боковую стенку, гнезда для размещения источников тока, выполненные на внутренней стороне дна. При этом в каждом гнезде выполнено глухое отверстие определенного диаметра, дно снабжено выступом в центральной части с внутренней стороны, в которой с внешней стороны размещена полость, предназначенная для размещения предохранителя.
Также известен корпус первичной литиевой батареи, по патенту № RU № 157577, Корпус первичной литиевой батареи содержит боковую стенку и выполнен с возможностью размещения в нем, по крайней мере, двух источников тока. Корпус дополнительно содержит перегородку, закрепленную на боковой стенке и разделяющую пространство внутри корпуса на две части. В перегородке с обеих сторон выполнены гнезда, каждое из которых предназначено для размещения в нем источника тока. Гнезда, расположенные с разных сторон перегородки, размещены друг напротив друга и соединены отверстием. Поперечное сечение боковой стенки имеет форму, приближенную к форме круга или овала, или многоугольника.
К общим недостаткам, присущим указанным выше устройствам, следует отнести то, что размещение компонентов системы управления батареей (далее – BMS) разработчиками устройств предусмотрено вне корпуса батареи. Такое размещение компонентов BMS требует прокладки дополнительных коммуникационных кабельных линий, размещения таких компонентов в отдельном корпусе, что в совокупности снижает надежность батареи в целом и возможности по ее размещению в ограниченном пространстве. Кроме того, использование полностью металлической конструкции корпуса и крышки с отдельными конструкциями для крепления аккумуляторных ячеек неизбежно приводит к увеличению веса батареи и ее размера, что также является существенным недостатком указанных устройств.
Задача, на решение которой было направлено создание заявленного устройства, заключается в создании более технологичного, прочного, легкого и компактного моноблочного корпуса батареи с обеспечением защиты от проникновения влаги и пыли, в котором, помимо аккумуляторов, могут быть размещены также все компоненты BMS такие, например, как устройства контроля и управления батареей, коммутационные и защитные аппараты, силовой и контрольный кабельные жгуты, силовой разъем, встроенное устройство электропитания.
Техническим результатом заявляемого устройства является создание легкого, прочного, герметичного и компактного корпуса-моноблока для литий-ионной батареи с возможностью ее крепления к шасси транспортного средства и транспортировки за счет особенностей конструкции корпуса и компоновки аккумуляторов и компонентов встраиваемой BMS внутри заявляемого корпуса батареи, а также удобства инспекционного осмотра внутреннего пространства и технического обслуживания батареи, в т.ч. замены предохранителя и проверки состояния заряда батареи.
Сущность заявленного устройства и достижение технического результата при его реализации заключается в следующем. Корпус тяговой литий-ионной батареи выполнен прямоугольной формы, представляет собой моноблок и содержит дно, боковые стенки, узел крепления батареи к шасси транспортного средства. Заявленный корпус батареи содержит крышку, как минимум одну монтажную плату для размещения внутри корпуса батареи компонентов встраиваемой системы управления батареей (BMS), аккумуляторный модуль и индикатор величины заряда, ручки для переноски батареи и ревизионный лючок с закрепленным на нем диагностическим разъемом и кнопкой активации индикатора величины заряда. Кроме того, в задней части корпуса батареи с его внутренней стороны выполнен выступ, предназначенный для размещения предохранителя, силового контактора и датчика тока. Крышка корпуса батареи выполнена из композитного материала и имеет герметические уплотнения.
На Фиг. 1 представлен чертеж заявляемого корпуса батареи, вид спереди.
На Фиг. 2 представлен чертеж заявляемого корпуса батареи, вид сбоку.
На Фиг. 3 представлен чертеж заявляемого корпуса батареи, вид сверху.
На Фиг. 4 представлен чертеж заявляемого корпуса батареи, вид сзади.
На Фиг. 5 представлен чертеж заявляемого корпуса батареи, вид снизу.
На Фиг. 6 представлен чертеж – схема компоновки элементов батареи внутри заявляемого корпуса (без крышки и боковых стенок корпуса).
На Фиг. 7 представлено изображение внешнего вида заявляемого корпуса батареи.
На Фиг. 8 представлено изображение фрагмента внешнего вида заявляемого корпуса батареи, содержащего ревизионный лючок с кнопкой включения индикатора величины заряда батареи и диагностическим разъемом.
Как представлено на Фиг. 1-6 заявленный корпус тяговой литий-ионной батареи выполнен из листового металла, прямоугольной формы в виде моноблока с размещением внутри корпуса батареи аккумуляторов и компонентов встраиваемой системы управления батареей (BMS) и содержит дно 1, боковые стенки 2, кронштейны для крепления батареи к шасси транспортного средства, крышку 3, монтажную плату 4 для крепления компонентов встраиваемой BMS 6 и аккумуляторного модуля 7, индикатор величины заряда 8, ручки 9 для переноски батареи, ревизионный лючок 10. Ревизионный лючок 10 выполнен съемным на задней панели корпуса батареи и предназначен для удобства инспекционного осмотра внутреннего пространства батареи во время эксплуатации и технического обслуживания, в том числе, для замены предохранителя. На ревизионном лючке 10 размещены кнопка 11 включения индикатора величины заряда 8 батареи и диагностический разъем 12. В задней части корпуса батареи с его внутренней стороны выполнен выступ, предназначенный для размещения предохранителя 13, силового контактора 14 и датчика тока 15. Аккумуляторы батареи собраны в виде отдельного блока – аккумуляторного модуля 7. Монтажная плата 4 крепится к аккумуляторному модулю 7. На монтажной плате 4 размещены такие компоненты встраиваемой BMS 6, как, например, устройство контроля и устройство управления батареей, коммутационные аппараты и защитные аппараты, силовой кабельный жгут 17 и контрольный кабельный жгут 18, силовой разъем и встроенное устройство электропитания (DC/DC конвертор 48/12В). Для снижения веса батареи и сохранения ее прочности крышка 3 корпуса батареи выполнена из композитного материала, например, на основе арамида, являющегося аналогом кевлара. Уплотнение периметра примыкания крышки 3 корпуса и кабельных вводов выполнено с помощью прокладок 16 из синтетического вспененного материала, что позволяет обеспечить необходимую герметизацию корпуса батареи.