КОНСТРУКЦИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ МОДУЛЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, И ПАНЕЛЬ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ, И МОДУЛЬ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ С ТАКОЙ ПАНЕЛЬЮ Российский патент 2008 года по МПК H01M2/10 

Настоящее изобретение относится к конструкции рассеивания тепла для модулей или блоков аккумуляторных батарей и к панели переключения и к модулю аккумуляторной батареи, содержащему панель, а более конкретно к конструкции рассеивания тепла, которая способна эффективно рассеивать тепло от переключающих элементов для управления перезарядом, переразрядом и током перегрузки модуля или блока аккумуляторной батареи высокой выходной мощности, большой емкости, имеющего множество отдельных элементов, электрически соединенных друг с другом так, что отдельные элементы могут заряжаться и разряжаться, к панели переключения, имеющей конструкцию рассеивания тепла и переключающие элементы, которые устанавливаются на печатной плате, и к модулю аккумуляторной батареи, включающему в себя панель переключения.

Уровень техники изобретения

До недавнего времени аккумуляторная батарея, которая может заряжаться и разряжаться, широко использовалась в качестве источника энергии для беспроводных мобильных устройств. Также, аккумуляторная батарея привлекает значительное внимание как источник энергии для электромобилей и гибридных электромобилей, которые были разработаны для того, чтобы решить проблемы, такие как загрязнение воздуха, вызванное существованием бензиновых и дизельных автомобилей, использующих ископаемое топливо. В результате, случаи применений аккумуляторной батареи расширяются благодаря преимуществам аккумуляторной батареи, и в будущем аккумуляторную батарею предполагается применять к все более многочисленным задачам и изделиям, чем в настоящее время.

Так как виды прикладных задач и изделий, к которым применима аккумуляторная батарея, расширяются, виды батарей также расширяются, так что батареи могут предоставлять выходные мощности и емкости, соответствующие различным применениям и изделиям. Более того, существует необходимость уменьшить размеры и вес батарей, применяемых к соответствующим прикладным задачам и изделиям.

Например, небольшие по размеру мобильные устройства, такие как мобильные телефоны, персональные цифровые помощники (PDA), цифровые камеры и портативные компьютеры, используют одну или несколько небольших по размеру, легких элементов для каждого устройства согласно уменьшению в размере и весе соответствующих изделий. С другой стороны, средние или большие по размеру устройства, такие как электровелосипеды, электромобили и гибридные электромобили, используют модуль батареи (или блок батареи), имеющий множество элементов, электрически соединенных друг с другом, так как высокая выходная мощность и большая емкость необходимы для средних или больших по размеру устройств. Размер и вес модуля батареи непосредственно связан с принимающим пространством и выходной мощностью соответствующего среднего или крупного по размеру устройства. По этой причине производители пытаются изготовить небольшие по размеру, легкие модули батарей. Кроме того, устройства, которые подвергаются большому числу внешних толчков и вибраций, такие как электровелосипеды и электромобили, требуют стабильное электрическое соединение и физическое соединение между компонентами, составляющими модуль батареи. К тому же, множество элементов используются для того, чтобы достичь высокой выходной мощности и большой емкости, и поэтому, крайне важна безопасность модуля батареи. Следовательно, модуль батареи включает в себя переключающие элементы для управления перезарядом, переразрядом и током перегрузки и схему управления переключающими элементами.

Также, так как существуют многие виды изделий, использующих аккумуляторную батарею в применениях средних и крупных по размеру устройств, как описано ранее, необходимы различные модули батарей, которые способны предоставить соответствующую электрическую емкость и выходную мощность. Более того, когда размеры изделий отличаются даже в одной и той же группе изделий, соответствующие электрические емкости и выходные мощности также отличаются, и поэтому необходимо изменить конструкцию модуля батареи.

Традиционный средний или большой по размеру модуль батареи имеет конструкцию, в которой множество отдельных элементов размещены в оболочке (корпусе), имеющей определенный размер, и отдельные элементы электрически соединены друг с другом. Внутри или снаружи оболочки устанавливаются элементы схемы для определения напряжения, тока и температуры отдельных элементов и управления батареей. Однако эта конструкция модуля батареи, особенно, элементов управления перезарядом, переразрядом и током перегрузки имеет несколько проблем.

Переключающие элементы, используемые для того, чтобы управлять перезарядом, создают большое количество тепла. По этой причине переключающие элементы, как правило, устанавливаются снаружи модуля батареи в то время, как переключающие элементы соединены с дополнительной конструкцией рассеивания тепла, и поэтому трудно соответствующим образом модифицировать конструкцию рассеивания тепла, когда размер модуля батареи должен быть увеличен или уменьшен в зависимости от желаемой электрической емкости и выходной мощности. Также, размер конструкции рассеивания тепла является помехой для того, чтобы сконструировать компактный модуль батареи.

Сущность изобретения

Соответственно, целью настоящего изобретения является в основном устранить вышеупомянутые проблемы традиционного уровня техники, также как и технические проблемы, появившиеся в прошлом.

Конкретно, основной целью настоящего изобретения является создание конструкции рассеивания тепла, которая соединена с переключающими элементами, и размер которой может быть легко увеличен или уменьшен в зависимости от заданной электрической емкости и выходной мощности.

Другой основной целью настоящего изобретения является создание панели переключения, имеющей конструкцию рассеивания тепла и переключающие элементы, установленные на печатной плате.

Еще одной из основных целей настоящего изобретения является создание модуля батареи, включающего в себя панель переключения.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения вышеупомянутые и другие цели могут быть достигнуты за счет создания конструкции рассеивания тепла, соединенной с переключающими элементами, которые управляют зарядом и разрядом модуля аккумуляторной батареи, конструкция рассеивания тепла содержит: пару боковых каркасов, с которыми соединены переключающие элементы заряда и переключающие элементы разряда, соответственно; основной каркас для соединения боковых каркасов; и множество ребер рассеивания тепла, выступающих вверх от основного каркаса, при размещении ребер рассеивания тепла параллельно друг другу, посредством чего конструкция рассеивания тепла имеет прямоугольную компактную форму.

Переключающие элементы соединены последовательно с отдельными элементами, составляющими модуль батареи, для управления током, протекающим в батарее. Переключающие элементы также соединены со схемой защиты для определения напряжения и/или тока батареи для того, чтобы управлять переключающими элементами. Переключающие элементы не ограничены особенным образом, поскольку переключающие элементы могут управлять перезарядом, переразрядом и током перегрузки. Например, элементы на полевых транзисторах (FET) или транзисторы могут использоваться в качестве переключающих элементов. В предпочтительном варианте, FET-элементы используются в качестве переключающих элементов.

Переключающие элементы для заряда являются переключающими элементами для управления состоянием заряда батареи, а переключающие элементы для разряда являются переключающими элементами для управления состоянием разряда батареи. Как правило, переключающие элементы модуля батареи включают в себя переключающие элементы для заряда и переключающие элементы для разряда.

Переключающие элементы соединены со схемой управления для определения напряжения и/или тока батареи, чтобы управлять переключающими элементами. Переключающие элементы включаются или выключаются по сигналу, выводимому из схемы управления. Конкретно, схема управления обычно удерживает переключающие элементы (переключающие элементы для заряда и переключающие элементы для разряда) во включенном состоянии. С другой стороны, когда наступает ненормальное состояние во время заряда батареи, переключающие элементы для заряда выключаются, чтобы прервать ток заряда. Когда наступает ненормальное состояние во время разряда батареи, переключающие элементы для разряда выключаются, чтобы прервать ток разряда. Также, когда напряжение батареи превышает заданное максимальное напряжение во время заряда батареи, схема управления выводит сигнал выключения переключающих элементов заряда, чтобы предотвратить перезаряд батареи. С другой стороны, когда напряжение батареи опускается ниже заданного минимального напряжения во время разряда батареи, схема управления выводит сигнал выключения переключающих элементов разряда, чтобы предотвратить переразряд батареи. Когда выходная сторона батареи замыкается накоротко и, следовательно, в батарее протекает ток перегрузки или когда высокое напряжение заряда подается на батарею из-за ненормальной работы батареи и, следовательно, в батарее протекает ток перегрузки, схема управления определяет ток перегрузки, текущий в батарее, и выводит сигналы выключения переключающих элементов.

Конструкция рассеивания тепла согласно настоящему изобретению является конструкцией, связанной с вышеописанными переключающими элементами для рассеивания тепла от переключающих элементов. Переключающие элементы для заряда соединены с одним из боковых каркасов, т.е. одним боковым каркасом (a), а переключающие элементы для разряда соединены с другим из боковых каркасов, т. е. другим боковым каркасом (b).

Физическое соединение (контакт) между переключающими элементами и боковыми каркасами обеспечивает рассеивание тепла благодаря теплообмену. Соединение между переключающими элементами и боковыми каркасами может быть выполнено различными способами. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения боковые каркасы имеют соединительные канавки, проходящие в их продольном направлении, и переключающие элементы соединены с конструкцией рассеивания тепла посредством соединительных элементов, имеющих детали с резьбой, которые зацепляются резьбой в соединительные канавки. Так как соединительные канавки сформированы вдоль всего продольного направления боковых каркасов, переключающие элементы могут быть соединены с боковыми каркасами в любой позиции.

В предпочтительном варианте основной каркас, боковые каркасы и ребра рассеивания тепла, которые составляют конструкцию рассеивания тепла согласно настоящему изобретению, отливаются как единое целое. Материал для отлитого целого не ограничивается особенным образом, если материал имеет высокую теплопроводность. В предпочтительном варианте отлитый корпус сделан из материала, такого как алюминий или сплав алюминия.

Ребра рассеивания тепла, которые выступают вверх от основного каркаса, предусмотрены в больших количествах и размещаются параллельно друг другу, чтобы достичь эффективного рассеивания тепла. Ребра рассеивания тепла могут размещаться параллельно или перпендикулярно боковым ребрам. В предпочтительном варианте ребра рассеивания тепла размещаются параллельно боковым ребрам, так что протоки, заданные между ребрами рассеивания тепла, являются открытыми по бокам, посредством чего достигается высокая эффективность рассеивания тепла.

В предпочтительном варианте максимальная высота ребер рассеивания тепла приблизительно равна высоте боковых каркасов, так что ребра рассеивания тепла, имеющие относительно низкую прочность, защищены боковыми каркасами.

Конструкция рассеивания тепла может быть соответствующим образом разрезана в своем продольном направлении при конструировании модуля батареи, имеющего заданную емкость и выходную мощность. Следовательно, конструкция рассеивания тепла может быть легко модифицирована в зависимости от изменения в конструкции модуля батареи.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения существует предусмотренная панель переключения, имеющая вышеописанную конструкцию рассеивания тепла.

Панель переключения согласно настоящему изобретению содержит: печатную плату, электрически соединенную с отдельными элементами; переключающие элементы, установленные на печатной плате; и конструкцию рассеивания тепла, как описано выше. Конструкция рассеивания тепла соединена с переключающими элементами в то время, как она электрически соединена с печатной платой.

Нижняя поверхность печатной платы панели переключения может быть прикреплена к наружной стороне модуля батареи. В этом случае модуль батареи имеет компактную конструкцию при достигаемой высокой эффективности рассеивания тепла.

Соединение между печатной платой и конструкцией рассеивания тепла может быть выполнено различными способами. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения боковые каркасы конструкции рассеивания тепла имеют на своих нижних концах соединительные канавки, которые проходят в продольном направлении боковых каркасов, и конструкция рассеивания тепла соединяется с печатной платой посредством соединительных элементов, имеющих детали с резьбой, закрепляемые по резьбе в соединительных канавках.

Схема управления работой переключающих элементов может быть сформирована либо на печатной плате, либо на дополнительном элементе схемы.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения создан модуль батареи, включающий в себя вышеописанную панель переключения. Например, модуль батареи содержит: пластину, на которой множество отдельных элементов батареи, которые являются заряжаемыми и разряжаемыми аккумуляторными элементами, укладываются друг на друга; и блоки схемы для управления работой батареи.

Пластина не ограничивается особенным образом, поскольку пластина имеет конструкцию, в которой отдельные элементы могут укладываться друг на друга. Пластина может быть оболочкой, имеющей принимающую часть, соответствующую размеру отдельных элементов, так что отдельные элементы батареи могут быть легко установлены в принимающую часть. В предпочтительном варианте, оболочка выполнена в виде отдельной конструкции, в которой верхняя и нижняя части сложенных отдельных элементов батареи покрываются оболочкой.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения модуль батареи содержит: множество отдельных элементов батареи, которые являются заряжаемыми и разряжаемыми аккумуляторными элементами; прямоугольную нижнюю крышку, имеющую нижнюю принимающую часть, к которой прикрепляется сборка основной платы, и верхнюю принимающую часть, на которой отдельные элементы батареи последовательно укладываются друг на друга; прямоугольную верхнюю крышку, имеющую нижнюю принимающую часть для покрытия верхнего конца отдельных элементов батареи, уложенных на нижнюю крышку; узел первой схемы для выполнения электрического соединения между сложенными отдельными элементами батареи, содержащий сборку платы измерения для измерения напряжения, тока и температуры батареи и устанавливаемый на одной боковой поверхности модуля батареи рядом с контактами электродов отдельных элементов батареи; узел второй схемы, электрически соединенный с узлом первой схемы, содержащий сборку основной платы для управления модулем батареи и устанавливаемый в нижней принимающей части нижней крышки; и узел третьей схемы, электрически соединенный с узлом второй схемы, содержащий панель переключения и устанавливаемый на другой боковой поверхности модуля, так что узел третьей схемы располагается напротив узла первой схемы.

Модуль батареи согласно настоящему изобретению имеет компактную конструкцию. Конкретно, ширина законченного модуля батареи приблизительно равна или слегка превышает ширину каждого отдельного элемента батареи, длина модуля батареи больше на сумму ширины узла первой схемы и ширины узла третьей схемы, чем длина каждого отдельного элемента, и толщина модуля батареи приблизительно равняется сумме общей толщины уложенных отдельных элементов батареи, толщины узла второй схемы и толщин верхней и нижней крышек. В результате размер модуля батареи согласно настоящему изобретению меньше, чем размер какого-либо традиционного модуля батареи, и следовательно, модуль батареи согласно настоящему изобретению может быть эффективно установлен во внешних устройствах или аппаратах, к которым применяется настоящее изобретение.

Отдельные элементы батареи не ограничены особенным образом, если отдельные элементы батареи являются заряжаемыми и разряжаемыми аккумуляторными элементами, имеющими пластинообразные контакты электродов. Например, литиевые аккумуляторные элементы, никель-металлогидридные (Ni-MH) элементы или никель-кадмиевые (Ni-Cd) элементы могут использоваться в качестве отдельных элементов батареи. В предпочтительном варианте литиевые аккумуляторные элементы используются в качестве отдельных элементов батареи, так как литиевые аккумуляторные элементы предоставляют высокое соотношение выходной мощности к весу. На основе своих форм литиевые аккумуляторные элементы классифицируются на цилиндрические элементы, прямоугольные элементы и карманообразные элементы. В предпочтительном варианте прямоугольные элементы и карманообразные элементы, которые могут укладываться в большое объединение, используются в качестве отдельных элементов батареи. В более предпочтительном варианте в качестве отдельных элементов батареи используются карманообразные элементы, вес которых невелик.

Согласно настоящему изобретению верхняя крышка и нижняя крышка модуля батареи отделены друг от друга. Следовательно, когда емкость или выходная мощность модуля батареи должны быть изменены в соответствии с требованиями обстоятельств, между верхней крышкой и нижней крышкой добавляются или удаляются отдельные элементы, посредством чего возможна гибкая конструкция модуля батареи.

Полный размер верхней крышки и нижней крышки приблизительно соответствует размеру отдельных элементов батареи. Соответственно, верхняя принимающая часть нижней крышки, в которую размещаются отдельные элементы батареи, и нижняя принимающая часть верхней крышки, в которую размещаются отдельные элементы батареи, соответствуют размеру основных корпусов отдельных элементов батареи.

Узел первой схемы устанавливается в модуле батареи рядом с контактами электродов отдельных элементов батареи. Узел первой схемы включает в себя: соответствующие контакты для соединения отдельных элементов батареи параллельно или последовательно друг с другом; и узел панели измерения для приема и измерения сигналов напряжения и тока от соответствующих отдельных элементов батареи и измерения температуры батареи. Температура может быть измерена узлом панели измерения как итоговая температура батареи.

Конструкция соединительных контактов не ограничена особенным образом, поскольку отдельные элементы соединяются параллельно или последовательно друг с другом соединительными контактами. В предпочтительном варианте предохранительный элемент подсоединен между соединительными контактами для прерывания тока, когда протекает ток перегрузки или происходит перегрев. Предохранительный элемент может быть плавкой вставкой, биметаллом или элементом с положительным температурным коэффициентом (PTC).

В предпочтительном варианте узел панели измерения является печатной платой (PCB), которая электрически соединена с соответствующими отдельными элементами батареи.

Отдельные элементы батареи электрически соединены с узлом второй схемы, установленным в нижней принимающей части нижней крышки, через узел первой схемы. Работа батареи управляется узлом основной платы узла второй схемы.

Узел третьей схемы, который электрически соединен с узлом второй схемы, установлен в модуле так, что узел третьей схемы противоположен узлу первой схемы. Узел третьей схемы является последним элементом в модуле, который контролирует перезаряд, переразряд и ток перегрузки батареи и соединяется с внешним устройством. Перезаряд, переразряд и ток перегрузки батареи могут управляться переключающими элементами, включенными в третий узел схемы.

Как описано выше, узлы схемы, которые управляют работой батареи, соединяются друг с другом таким образом, что узлы схемы окружают модуль батареи согласно настоящему изобретению, а следовательно, полный размер модуля батареи значительно уменьшается.

Модуль батареи согласно настоящему изобретению в предпочтительном варианте используется в системе со средней и крупной по размеру батареи, имеющей высокую выходную мощность и большую емкость. Диапазон высокой выходной мощности и большой емкости не ограничен особенным образом.

Например, модуль батареи согласно настоящему изобретению может использоваться как источник энергии для различных применений и изделий, включающих в себя источник энергии для транспортных средств, таких как электровелосипеды (велосипеды), электромотоциклы, электромобили или гибридные электромобили. В более предпочтительном варианте модуль батареи согласно настоящему изобретению используется как источник энергии для электровелосипедов, так как модуль батареи имеет компактную конструкцию.

Краткое описание чертежей

Вышеописанные и другие цели, признаки и другие преимущества настоящего изобретения будут более понятны из следующего подробного описания в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг. 1 - вид в перспективе, иллюстрирующий панель переключения согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - вертикальный вид в разрезе панели переключения, показанной на фиг. 1;

Фиг. 3 - вид в перспективе панели переключения, показанной на фиг. 1, иллюстрирующий нижнюю часть панели переключения;

Фиг. 4 - вид в перспективе, иллюстрирующий конструкцию рассеивания тепла согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - вид в перспективе, иллюстрирующий модуль аккумуляторной батареи согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - вид сбоку модуля аккумуляторной батареи, показанного на фиг. 5.

Описание основных ссылочных позиций чертежей

100: панель переключения, 200: конструкция рассеивания тепла

300: FET-элементы, 400: PCB

500: болты, 600: модуль аккумуляторной батареи

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Теперь, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны в деталях со ссылкой на сопровождающие чертежи. Должно быть отмечено, однако, что рамки настоящего изобретения не ограничиваются проиллюстрированными вариантами осуществления.

Фиг. 1-3 иллюстрируют панель 100 переключения, имеющую конструкцию рассеивания тепла согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в перспективном виде, вертикальном виде в разрезе и виде снизу, соответственно.

На фиг. 1-3, панель 100 переключения включает в себя прямоугольную конструкцию 200 рассеивания тепла, прикрепленную к печатной плате (PCB) 400, при соединении конструкции 200 рассеивания тепла с четырьмя элементами 300, 310, 320 и 330 на полевых транзисторах (FET), которые являются переключающими элементами.

Конструкция 200 рассеивания тепла сконструирована так, что FET-элементы 300, 310, 320 и 330 связаны с противоположными боковыми каркасами 210 и 220, и множество ребер 240 рассеивания тепла выступают вверх от основного каркаса 239 для соединения боковых каркасов 210 и 220.

На наружных поверхностях боковых каркасов 210 и 220, с которыми связаны FET-элементы 300, 310, 320 и 330, сформированы горизонтальные соединительные канавки 250, которые проходят в продольном направлении боковых каркасов 210 и 220. Соединительные болты 500 вставляются в горизонтальные соединительные канавки 250 через выступающие части 302 FET-элементов 300, 310, 320 и 330, посредством которых FET-элементы 300, 310, 320 и 330 прикрепляются к боковым каркасам 210 и 220. Горизонтальные соединительные канавки 250 сформированы вдоль всего продольного направления боковых каркасов 210 и 220, и поэтому, FET элементы 300, 310, 320 и 330 могут быть прикреплены к боковым каркасам 210 и 220 в любом положении.

На нижних концах боковых каркасов 210 и 220 сформированы вертикальные соединительные канавки 260, которые проходят в продольном направлении боковых каркасов 210 и 220, чтобы соединить конструкцию 200 рассеивания тепла с PCB 400. Соединительные болты 500 вставляются в вертикальные соединительные канавки 260 через PCB 400, посредством которых конструкция 200 рассеивания тепла соединяется с PCB 400. Вертикальные соединительные канавки 260 сформированы вдоль всего продольного направления боковых каркасов 210 и 220, и следовательно, достигается тот же эффект, что и для горизонтальных соединительных канавок 250.

Когда область соприкосновения между конструкцией 200 рассеивания тепла и PCB 400 является большой, тепло от FET-элементов 300, 310, 320 и 330 передается к PCB 400 через конструкцию 200 рассеивания тепла. Следовательно, в предпочтительном варианте необходимо уменьшить область соприкосновения между конструкцией 200 рассеивания тепла и PCB 400. С этой целью основной каркас 230 соединен с нижними частями боковых каркасов 210 и 220 так, что основной каркас 230 размещен с небольшим промежутком от PCB 400. Также нижние концы боковых каркасов 210 и 220, исключающие вертикальные соединительные канавки 260, находятся в соприкосновении с PCB 400. Следовательно, передача тепла от конструкции 200 рассеивания тепла к PCB 400 минимизируется.

Ребра 240 рассеивания тепла размещаются параллельно боковым ребрам 210 и 220 так, что каналы 270 потока, образованные между ребрами 240 рассеивания тепла, являются открытыми по бокам, посредством чего достигается высокая эффективность рассеивания тепла.

FET-элементы 300, 310, 320 и 330 включают в себя переключающие элементы 300 и 310 для заряда для управления состоянием заряда и переключающие элементы 320 и 330 для разряда для управления состоянием разряда. При конструировании модуля батареи, имеющего высокую выходную мощность, дополнительные FET-элементы могут быть установлены на конструкцию 200 рассеивания тепла в произвольных положениях.

На PCB 400 отпечатана схема для электрического соединения FET-элементов 300, 310, 320 и 330 с отдельными элементами (не показаны). Схема управления работой FET-элементов 300, 310, 320 и 330 может быть сформирована либо на PCB 400, либо на другом элементе схемы (не показан), электрически соединенном с PCB 400.

В предпочтительном варианте конструкция 200 рассеивания тепла согласно настоящему изобретению сформирована в одном корпусе. Например, как показано на фиг. 4, элемент для конструкции 200 рассеивания тепла может быть изготовлен с длиной L2 в ее продольном направлении, и затем элемент может быть отрезан с заданной длиной L1, чтобы подготовить конструкцию 200 рассеивания тепла согласно настоящему изобретению. Соответственно, при конструировании модуля батареи, имеющего желаемую емкость и выходную мощность, число FET-элементов 300 и 320 выбирается соответствующим образом, длина конструкции 200 рассеивания тепла определяется в зависимости от выбранного числа FET-элементов 300 и 320, и элемент для конструкции 200 рассеивания тепла отрезается по определенной длине.

Фиг. 5 и 6 иллюстрируют модуль аккумуляторной батареи, включающий в себя вышеописанную панель переключения согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения в виде в перспективе и виде сбоку, соответственно.

На фиг. 5 и 6, модуль 600 батареи включает в себя верхнюю крышку 610, нижнюю крышку 620, множество отдельных элементов 630 батареи, узел 640 первой схемы, узел 650 второй схемы и узел 660 третьей схемы. Отдельные элементы 630 батареи укладываются друг на друга между верхней крышкой 610 и нижней крышкой 620, которые отделены друг от друга. Узел 640 первой схемы устанавливается на переднюю поверхность модуля 600 батареи, узел 650 второй схемы устанавливается на нижнюю поверхность модуля 600 батареи, а узел 660 третьей схемы устанавливается на заднюю поверхность модуля 600 батареи.

Так как верхняя крышка 610 и нижняя крышка 620 отделены друг от друга, число отдельных элементов 630 батареи, которые укладываются друг на друга, не ограничивается верхней крышкой 610 и нижней крышкой 620. Следовательно, возможно легко сконструировать модуль 600 батареи так, что модуль 600 батареи имеет желаемую электрическую емкость и выходную мощность, модифицируя узел 640 первой схемы и узел 660 третьей схемы в зависимости от числа уложенных отдельных элементов 630 батареи. Также, отдельные элементы 630 батареи являются открытыми, и, поэтому, эффективно выполняется рассеивание тепла, пока отдельные элементы 630 заряжаются или разряжаются.

Узел 640 первой схемы устанавливается на одну боковую поверхность модуля 600 батареи по соседству с контактами электродов отдельных элементов 630 батареи. Узел 640 первой схемы включает в себя элемент соединения контактов для соединения отдельных элементов 630 батареи параллельно или последовательно друг с другом и сборку панели измерения для приема сигналов напряжения и тока от соответствующих отдельных элементов 630 и измерения температуры батареи.

Узел 650 второй схемы электрически соединен с узлом 640 первой схемы. Узел 650 второй схемы включает в себя сборку основной панели для управления модулем 600 батареи. Узел 650 второй схемы установлен в нижней принимающей части нижней крышки 620. Узел 650 второй схемы включает в себя схему управления работой панели 100 переключения узла 660 третьей схемы.

Узел 660 третьей схемы электрически соединен с узлом 650 второй схемы. Узел 660 третьей схемы имеет панель 100 переключения согласно настоящему изобретению, которая соединена с внешним выводным контактом для предотвращения перезаряда, переразряда и тока перегрузки. Узел 660 третьей схемы устанавливается на другую боковую поверхность модуля 600 батареи так, что узел 660 третьей схемы располагается напротив узла 640 первой схемы.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были раскрыты в иллюстративных целях, специалисты в данной области техники примут во внимание, что различные модификации, добавления и замены возможны без отклонения от цели и идеи изобретения, как раскрыто в сопровождающей формуле изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Как ясно из вышеуказанного описания, размер конструкции рассеивания тепла согласно настоящему изобретению может быть эффективно увеличен или уменьшен в зависимости от желаемой электрической емкости и выходной мощности. Также конструкция рассеивания тепла предоставляет высокую эффективность рассеивания тепла, несмотря на то, что конструкция рассеивания тепла является компактной. Также панель переключения, включающая конструкцию рассеивания тепла, соединенную с переключающими элементами, т.е. FET-элементами, и модуль аккумуляторной батареи, включающий в себя панель переключения, могут быть легко модифицированы в зависимости от желаемой электрической емкости и выходной мощности. Более того, модуль аккумуляторной батареи согласно настоящему изобретению имеет компактную и устойчивую конструкцию. Следовательно, модуль батареи согласно настоящему изобретению может быть различным образом использован в качестве модуля батареи для средних или больших по размеру устройств, таких как электровелосипеды, электромобили или гибридные электромобили.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции рассеивания тепла, которая способна эффективно рассеивать тепло, создаваемое переключающими элементами для управления перезарядом, переразрядом и током перегрузки модуля или блока аккумуляторной батареи с высокой выходной мощностью, большой емкостью, имеющего множество отдельных элементов, электрически соединенных друг с другом так, что отдельные элементы могут заряжаться и разряжаться. Панель переключения имеет конструкцию рассеивания тепла и переключающие элементы, которые установлены на печатной плате. Модуль аккумуляторной батареи включает в себя панель переключения. Размер конструкции рассеивания тепла согласно настоящему изобретению может быть эффективно увеличен или уменьшен в зависимости от заданной электрической емкости и выходной мощности. Также, конструкция рассеивания тепла предоставляет высокую эффективность рассеивания тепла, несмотря на то, что конструкция рассеивания тепла является компактной, что является техническим результатом предложенного технического решения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Конструкция рассеивания тепла, соединенная с переключающими элементами, которые управляют зарядом и разрядом модуля аккумуляторной батареи, и содержащая

пару боковых каркасов, к которым присоединяются переключающие элементы для заряда и переключающие элементы для разряда, соответственно;

основной каркас для связывания боковых каркасов; и

множество ребер рассеивания тепла, выступающих вверх от основного каркаса и расположенных параллельно друг другу, посредством чего конструкция рассеивания тепла имеет прямоугольную компактную форму.

печатную плату, электрически соединенную с отдельными элементами батареи, составляющими модуль батареи;

переключающие элементы, установленные на печатную плату для предотвращения перезаряда, переразряда и тока перегрузки; и

конструкцию рассеивания тепла по п.1, которая соединяется с переключающими элементами, при электрическом соединении с печатной платой.

множество элементов батареи, которые являются заряжаемыми и разряжаемыми аккумуляторными элементами;

прямоугольную нижнюю крышку, имеющую нижнюю принимающую часть, к которой прикрепляется сборка основного каркаса, и верхнюю принимающую часть, на которой отдельные элементы последовательно уложены друг на друга;

прямоугольную верхнюю крышку, имеющую нижнюю принимающую часть для покрытия верхнего конца отдельных элементов батареи, уложенных на нижнюю крышку;

узел первой схемы для выполнения электрического соединения между уложенными отдельными элементами, содержащий сборку панели измерения для измерения напряжения, тока и температуры батареи и устанавливаемый на одну боковую поверхность модуля батареи рядом с контактами электродов отдельных элементов батареи;

узел второй схемы, электрически соединенный с узлом первой схемы, содержащий сборку основной платы для управления модулем батареи и устанавливаемый в нижнюю принимающую часть нижней крышки; и

узел третьей схемы, электрически соединенный с узлом второй схемы, содержащий панель переключения по п.7 и устанавливаемый на другую боковую поверхность модуля так, что узел третьей схемы является противоположным узлу первой схемы.