ЭЛЕМЕНТ СОЕДИНЕНИЯ КЛЕММ МОДУЛЯ ВТОРИЧНЫХ БАТАРЕЙ Российский патент 2008 года по МПК H01M10/02 H01M2/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к элементу соединения клемм модуля или блока вторичных батарей высокой отдачи и большой емкости, содержащего множество одиночных гальванических элементов, наложенных друг на друга и электрически соединенных друг с другом, а более точно, к элементу соединения клемм, включающему в себя изоляционный элемент, установленный между электродными клеммами соседних одиночных гальванических элементов, для достижения электрической изоляции между электродными клеммами, изоляционный элемент является присоединенным к электродным клеммам, и соединительный элемент, присоединенный к изоляционному элементу, для электрического соединения электродных клемм одиночных гальванических элементов, присоединенных к изоляционному элементу, последовательно или параллельно друг другу.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последнее время вторичная батарея, которая может заряжаться и разряжаться, широко использовалась в качестве источника энергии для беспроводных мобильных устройств. К тому же, вторичная батарея привлекла значительное внимание в качестве источника питания для электромобилей и гибридных электромобилей, которые были разработаны для решения проблем, таких как загрязнение, вызванное существующими бензиновыми и дизельными транспортными средствами, использующими ископаемое топливо. Как результат, виды применений, использующих вторичные батареи, продолжают разрастаться вследствие преимуществ вторичной батареи, и ожидается, что в будущем вторичная батарея будет использоваться для большего количества применений и изделий, чем сейчас.

Вторичные батареи имеют разные конструкции в зависимости от отдачи и емкости, требуемых применениями и изделиями, для которых вторичные батареи используются. Например, малогабаритные мобильные устройства, такие как мобильные телефоны, персональные цифровые секретари (PDA), цифровые камеры и портативные компьютеры, используют один или несколько малогабаритных легких гальванических элементов для каждого устройства согласно уменьшению габаритов и веса соответствующих изделий. С другой стороны, средне- или крупногабаритные устройства, электрические велосипеды, электрические мотоциклы, электромобили и гибридные электромобили используют модуль батарей (или блок батарей), содержащий множество гальванических элементов, электрически соединенных друг с другом, так как для средне- и крупногабаритных устройств необходима высокая отдача и большая емкость. Габариты и вес модуля батарей являются прямо зависящими от приемного пространства и мощности соответствующего средне- или крупногабаритного устройства. По этой причине, производители пытаются изготавливать малогабаритные легкие модули батарей. Более того, устройства, которые подвержены большому количеству внешних сотрясений и вибраций, такие как электрические велосипеды и электромобили, требуют устойчивых электрического соединения и физического соединения между компонентами, составляющими модуль батарей. В дополнение, множество гальванических элементов используются для достижения высокой отдачи и большой емкости, а потому надежность модуля батарей считается важной.

Как правило, средне- и крупногабаритный модуль батарей изготавливается посредством монтажа множества одиночных гальванических элементов в кожухе (корпусе), обладающем предопределенными габаритами и электрически соединяющем одиночные гальванические элементы. Прямоугольный вторичный гальванический элемент или выполненный в форме пакета вторичный гальванический элемент, который может компоноваться с высокой степенью интеграции, используется в качестве одиночного гальванического элемента. Предпочтительно, выполненный в форме пакета гальванический элемент обычно используется в качестве одиночного гальванического элемента, так как имеющий форму пакета гальванический элемент легок и недорог.

Однако выполненный в форме пакета гальванический элемент, который обычно используется в качестве одиночного гальванического элемента модуля батарей, имеет несколько недостатков, несмотря на вышеупомянутые преимущества.

Во-первых, выполненный в форме пакета гальванический элемент содержит пластинчатые электродные клеммы, которые выступают из верхнего торца выполненного в форме пакета гальванического элемента. Как результат, трудно электрически соединять пластинчатые электродные клеммы выполненного в форме пакета гальванического элемента, который необходим для создания модуля батарей. Вообще, электродные клеммы соединяются друг с другом с использованием проводов, пластин или собирательных шин посредством сварки. Однако это электрическое соединение является затруднительным для пластинчатых электродных клемм. По этой причине пластинчатые электродные клеммы частично отгибаются, и пластины или собирательные шины присоединяются к отогнутым частям пластинчатых электродных клемм посредством сварки, которая требует высокоточных технологий. К тому же, эта последовательность операций соединения очень сложна. В дополнение, соединенные части могут отделяться друг от друга вследствие сотрясений, которые приводят к росту количества некачественных изделий.

Во-вторых, выполненный в форме пакета гальванический элемент имеет низкую механическую прочность. По этой причине дополнительные элементы конструкции для поддерживания устойчивых соединения и сборки необходимы, когда множество одиночных гальванических элементов компонуются для изготовления модуля батарей. Следовательно, когда модуль батарей изготавливается с использованием выполненных в форме пакета гальванических элементов, одиночные гальванические элементы устанавливаются в картридж, который способен к приему одного или двух одиночных гальванических элементов, и множество картриджей накладываются друг на друга, с тем чтобы изготовить модуль батарей. Как результат, последовательность операций изготовления модуля батарей дополнительно усложняется, а габариты модуля батарей увеличиваются.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы по существу устранить вышеупомянутые недостатки уровня техники, а также технические проблемы, привнесенные из прошлого.

Основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить элемент соединения клемм, который обеспечивает устойчивое соединение электродных клемм одиночных гальванических элементов модуля батарей, посредством простой последовательности операций.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить элемент соединения клемм, который обеспечивает прочную укладку гальванических элементов для создания модуля батарей, без использования дополнительных монтажных элементов, таких как картриджи.

Еще одна другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить элемент соединения клемм, который обеспечивает снижение вероятности коротких замыканий во время изготовления модуля батарей, давая возможность элементу аварийной защиты легко устанавливаться во время сборки модуля батарей или во время использования завершенного модуля батарей, и выполнения последовательности операций выравнивания для одиночных гальванических элементов.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения вышеприведенные и другие цели могут быть достигнуты предоставлением элемента соединения клемм модуля вторичных батарей, содержащего одиночные гальванические элементы, уложенные один на другой и электрически соединенные друг с другом, при этом элемент соединения клемм содержит: изоляционный элемент, установленный между электродными клеммами соседних одиночных гальванических элементов, для достижения электрической изоляции между электродными клеммами, изоляционный элемент является присоединенным к электродным клеммам; и соединительный элемент, присоединенный к изоляционному элементу, для электрического соединения электродных клемм одиночных гальванических элементов, присоединенных к изоляционному элементу, последовательно и/или параллельно друг с другом.

Согласно настоящему изобретению модуль вторичных батарей изготовлен посредством последовательной сборки изоляционного элемента и соединительного элемента. Поэтому последовательность операций изготовления модуля батарей очень проста, поскольку обеспечено отличное усилие и надежность соединения.

Электродные клеммы могут быть сконструированы из условия, чтобы катодная клемма и анодная клемма были сформированы с одной стороны каждого гальванического элемента или катодная клемма была сформирована с одной стороны каждого гальванического элемента, тогда как анодная клемма была сформирована с другой стороны каждого гальванического элемента. Например, катодная клемма и анодная клемма могут быть сформированы на верхнем торце и нижнем торце каждого гальванического элемента соответственно из условия, чтобы катодная клемма и анодная клемма были противоположными друг другу.

Изоляционный элемент служит для электрической изоляции электродных клемм соседних одиночных гальванических элементов друг от друга. Поэтому изоляционный элемент сделан из электроизоляционного материала. Предпочтительно, изоляционный элемент сделан из различных пластмассовых полимеров, хотя изоляционный элемент не ограничен особым образом при условии, что изоляционный элемент изолирует электродные клеммы соседних одиночных гальванических элементов друг от друга.

Изоляционный элемент может быть соединен с электродными клеммами одиночных гальванических элементов различными способами. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения электродные клеммы одиночных гальванических элементов снабжены сквозными отверстиями, а изоляционный элемент снабжен соединительными выступами, которые соответствуют сквозным отверстиям. Поэтому соединительные выступы изоляционного элемента плотно вставляются в сквозные отверстия электродных клемм и потому достигается надежное соединение между изоляционным элементом и электродными клеммами. Предпочтительно, соединительные выступы также снабжены сквозными отверстиями из условия, чтобы уложенные друг на друга электродные клеммы, более точно, электродные клеммы, уложенные, в то время как изоляционный элемент расположен между электродными клеммами, кроме того, надежно соединены друг с другом посредством соединительных элементов, вставленных через сквозные отверстия соединительных выступов.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения изоляционный элемент выполнен в форме прямоугольного блока, который соответствует зазору между электродными клеммами уложенных одиночных гальванических элементов. Зазор между электродными клеммами, в то время как одиночные гальванические элементы уложены, предусмотрен в форме прямоугольника. Поэтому прямоугольный блок, поддерживающий зазор, является более устойчивым.

Более точно, блок содержит две корпусные детали сборочного узла, сконструированные из условия, чтобы корпусные детали сборочного узла могли соединяться или отделяться друг от друга, катодная клемма одиночного гальванического элемента является присоединенной к одной из корпусных деталей сборочного узла, в то время как анодная клемма одиночного гальванического элемента присоединена к другой корпусной детали сборочного узла.

Соединительный элемент, который является другим компонентом, составляющим элемент соединения клемм согласно настоящему изобретению, присоединен к изоляционному элементу, как описано выше, и служит для электрического соединения электродных клемм одиночных гальванических элементов, которые также присоединены к изоляционному элементу. По этой причине соединительный элемент сделан из проводящего материала. Предпочтительно, соединительный элемент сделан из металла, хотя соединительный элемент не ограничен особым образом при условии, что соединительный элемент электрически соединяет электродные клеммы друг с другом.

Соединение между соединительным элементом и изоляционным элементом может выполняться различными способами. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения соединительный элемент содержит: первую корпусную деталь соединения клемм, присоединенную к электродной клемме (a) одиночного гальванического элемента (A); и вторую корпусную деталь соединения клемм, присоединенную к электродной клемме (b) одиночного гальванического элемента (B), прилегающего к одиночному гальваническому элементу (A). Соединительный элемент может быть присоединен к изоляционному элементу таким образом, что соединительный элемент окружает изоляционный элемент или соединительный элемент может быть вставлен в полые части, сформированные в изоляционном элементе. Когда электродная клемма (a) одиночного гальванического элемента (A), присоединенного к соединительному элементу, является отличной от электродной клеммы (b) одиночного гальванического элемента (B), присоединенного к соединительному элементу, электродные клеммы последовательно соединены друг с другом. Когда электродная клемма (a) одиночного гальванического элемента (A), присоединенного к соединительному элементу, идентична электродной клемме (b) одиночного гальванического элемента (B), присоединенного к соединительному элементу, с другой стороны, электродные клеммы соединены параллельно друг с другом.

Более предпочтительно, первая корпусная деталь соединения клемм и вторая корпусная деталь соединения клемм отделены друг от друга, первая корпусная деталь соединения клемм и вторая корпусная деталь соединения клемм присоединены к изоляционному элементу из условия, чтобы первая и вторая детали соединения клемм присоединялись к соответствующим электродным клеммам, и первая корпусная деталь соединения клемм и вторая корпусная деталь соединения клемм соединяются друг с другом проводящим элементом для достижения электрического соединения между первой корпусной деталью соединения клемм и второй корпусной деталью соединения клемм, после того как первая и вторая корпусные детали соединения клемм присоединены к изоляционному элементу. Предпочтительно, проводящий элемент является элементом аварийной защиты, таким как плавкий предохранитель, биметаллический элемент или элемент с положительным температурным коэффициентом (PTC).

Когда вышеописанный соединительный элемент сепараторного типа используется во время сборки модуля батарей, вероятность коротких замыканий значительно снижается, так как электроды не соединяются электрически друг с другом соединительным элементом. Более того, элемент аварийной защиты может легко присоединяться во время сборки модуля батарей или во время использования завершенного модуля батарей и возможно выполнять последовательность операций параллельного выравнивания для выравнивания начального состояния одиночных гальванических элементов.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставлен модуль вторичных батарей, включающий в себя элемент соединения клемм, как описанный выше.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения модуль батарей содержит: пластину, на которой множество одиночных гальванических элементов, которые являются заряжаемыми и разряжаемыми вторичными гальваническими элементами, укладываются один на другой; и схемные узлы для управления работой батареи.

Пластина не ограничена особым образом при условии, что пластина имеет конструкцию, в которой одиночные гальванические элементы могут быть уложены один на другой. Пластина может быть кожухом, имеющим приемную часть, соответствующую размеру одиночных гальванических элементов, из условия, чтобы одиночные гальванические элементы могли легко устанавливаться в приемную часть. Этот кожух может быть создан в отдельной конструкции, в которой верхняя и нижняя части уложенных друг на друга одиночных гальванических элементов покрыты кожухом.

Предпочтительный пример модуля вторичных батарей проиллюстрирован на фиг. 1.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеописанные и другие аспекты, признаки и другие преимущества настоящего изобретения будут более понятны из следующего подробного описания, поясненного прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 - вид в перспективе, иллюстрирующий модуль вторичных батарей, к которому применен элемент соединения клемм согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;

фиг. 2 - типовой вид, иллюстрирующий укладку одиночных гальванических элементов на нижнем кожухе модуля батарей, показанного на фиг. 1;

фиг. 3 - типовой вид, иллюстрирующий изоляционный элемент сборного типа согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения настоящего изобретения, который является одной частью элемента соединения клемм, до сборки изоляционного элемента;

фиг. 4 - типовой вид, иллюстрирующий соединительный элемент сепараторного типа согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, который является другой частью элемента соединения клемм;

фиг. 5 - типовой вид, частично иллюстрирующий соединение электродных клемм с использованием изоляционного элемента сборного типа, показанного на фиг. 3, и соединительного элемента сепараторного типа, показанного на фиг. 4; и

фиг. 6 - типовой вид, иллюстрирующий присоединение плавкого предохранителя к изоляционному элементу сборного типа и соединительному элементу сепараторного типа, которые соединены друг с другом.

<Описание основных позиций на чертежах>

100: модуль батарей

200: одиночные гальванические элементы

300: изоляционный элемент

400: соединительный элемент

500: крепежный винт

600: двусторонние клейкие ленты

700: плавкий предохранитель

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Должно быть отмечено, однако, что объем настоящего изобретения не ограничен проиллюстрированными вариантами осуществления.

Фиг. 1 - типовой вид в перспективе, иллюстрирующий модуль 100 вторичных батарей, к которому применен элемент соединения клемм согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Со ссылкой на фиг. 1, модуль 100 батарей включает в себя верхний кожух 110, нижний кожух 120, множество одиночных гальванических элементов 200, первый схемный узел 130, второй схемный узел 140 и третий схемный узел 150. Одиночные гальванические элементы 200 уложены между верхним кожухом 110 и нижним кожухом 120, которые отделены друг от друга. Первый схемный узел 130 смонтирован на передней поверхности модуля 100 батарей, второй схемный узел 140 смонтирован на нижней поверхности модуля 100 батарей, и третий схемный узел 150 смонтирован на задней поверхности модуля 100 батарей.

Так как верхний кожух 110 и нижний кожух 120 отделены друг от друга, количество одиночных гальванических элементов 200, которые являются укладываемыми друг на друга, не ограничено верхним кожухом 110 и нижним кожухом 120. Поэтому возможно легко спроектировать модуль 100 батарей из условия, чтобы модуль 100 батарей обладал требуемыми электрической емкостью и отдачей, изменяя первый схемный узел 130 и третий схемный узел 150 в зависимости от количества установленных друг на друга одиночных гальванических элементов 200. К тому же, одиночные гальванические элементы 200 открыты, а потому теплоотдача выполняется эффективно, в то время как одиночные гальванические элементы 200 заряжаются или разряжаются. По обстановке, верхний кожух 110 может быть исключен.

Первый схемный узел 130 смонтирован на одной боковой поверхности модуля 100 батарей, прилегающей к электродным клеммам одиночных гальванических элементов 200, и первый схемный узел 130 включает в себя соединительный элемент согласно настоящему изобретению для соединения одиночных гальванических элементов 200 параллельно или последовательно друг с другом и сборку измерительной платы для считывания сигналов напряжения и/или тока соответственных одиночных гальванических элементов 200.

Второй схемный узел 140 электрически присоединен к первому схемному узлу 130, а второй схемный узел 140 включает в себя сборку основной платы для контроля модуля 100 батарей. Сборка основной платы смонтирована в нижней приемной части нижнего кожуха 120. Температура батареи может измеряться сборкой основной платы.

Третий схемный узел 150 электрически присоединен ко второму схемному узлу 140. К тому же, третий схемный узел 150 присоединен к внешней входной/выходной клемме наряду с предотвращением сверхтока во время заряда и разряда электричества. Третий схемный узел 150 смонтирован на другой боковой поверхности модуля 100 батарей из условия, чтобы третий схемный узел 150 был находящимся напротив первого схемного узла 130.

По обстоятельствам, первый схемный узел 130, второй схемный узел 140 и третий схемный узел 150 могут быть частично или полностью построены в комбинированной конструкции. К тому же, эти схемные узлы 130, 140 и 150 могут частично или полностью монтироваться в том же месте модуля батарей, то есть в одной или двух поверхностях модуля батарей. Эти конструкции схемных узлов должны трактоваться находящимися в пределах объема настоящего изобретения.

Фиг. 2 - вид в перспективе, иллюстрирующий укладку одиночных гальванических элементов на нижнем кожухе модуля батарей, показанного на фиг. 1.

Со ссылкой на фиг. 2, нижний кожух 120 является прямоугольной конструкцией, почти соответствующей внешнему виду одиночного гальванического элемента 200. Нижний кожух 120 включает в себя верхнюю приемную часть 121, в которую вмещен одиночный гальванический элемент 200. По обстоятельствам, нижний кожух 120 может быть простой листовой конструкцией. Предпочтительно, нижний кожух 120 сделан из пластмассового полимера, такого как акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), поликарбонат (PC) или полибутилен-терфталат (PBT), который обладает высокой прочностью и электрической изоляцией.

Одиночный гальванический элемент 200, уложенный на нижний кожух 120, является выполненным в форме пакета вторичным гальваническим элементом, который имеет катодную клемму 220 и анодную клемму 230, выступающие из верхнего торца корпусной детали 210 гальванического элемента. В электродных клеммах 220 и 230 соответственно сформированы сквозные отверстия 240. Дополнительные установочные элементы, например, крепежные винты 500, вставляются через сквозные отверстия 240 и установочные отверстия 122, сформированные в нижнем кожухе 120, в то время как укладываются одиночные гальванические элементы 200 и 201, а затем гайки (не показаны) устанавливаются на крепежные винты 500 на нижней поверхности нижнего кожуха 120. Поэтому одиночные гальванические элементы 200 и 201 прикреплены друг к другу.

Между электродными клеммами 220 и 230 одиночных гальванических элементов 200 и электродными клеммами 220 и 230 одиночных гальванических элементов 201 установлен изоляционный элемент 300 для выполнения электрической изоляции между одиночными гальваническими элементами 200 и 201. На изоляционном элементе 300 сформированы выступы 310, которые плотно установлены в сквозных отверстиях 240 электродных клемм 220 и 230. На выступах 310 также сформированы сквозные отверстия 320, а потому поддерживается электрическая изоляция между крепежными винтами 500, вставленными через сквозные отверстия 320 выступов 310, и электродными клеммами 220 и 230.

К тому же, двусторонние клейкие ленты 600 прикреплены к корпусной детали 210 гальванического элемента одиночного гальванического элемента 200, посредством чего обеспечивается более устойчивое соединение между уложенными друг на друга одиночными гальваническими элементами 200 и 201. Более того, уложенные друг на друга одиночные гальванические элементы 200 и 201 разнесены друг от друга на толщину двусторонних клейких лент 600. Зазор между уложенными друг на друга одиночными гальваническими элементами 200 и 201 служит для поглощения изменения в объеме одиночных гальванических элементов 200 и 201, в то время как одиночные гальванические элементы 200 и 201 заряжаются или разряжаются, и для эффективного рассеяния тепла, вырабатываемого из одиночных гальванических элементов 200 и 201, в то время как одиночные гальванические элементы 200 и 201 заряжаются и разряжаются.

Фиг. 3 - типовой вид, иллюстрирующий изоляционный элемент 300 сборного типа согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, до сборки изоляционного элемента.

Со ссылкой на фиг. 3, изоляционный элемент 300 содержит: первую корпусную деталь 330 сборочного узла, содержащую охватывающую соединительную часть 331, сформированную на одной ее стороне; и вторую корпусную деталь 340 сборочного узла, содержащую охватываемую соединительную деталь 341, сформированную на одной ее стороне, из условия, чтобы охватываемая соединительная часть 341 соответствовала охватывающей соединительной детали 331. Первая корпусная деталь 330 сборочного узла и вторая корпусная деталь 340 сборочного узла соединяются или отсоединяются друг от друга. Изоляционный элемент 300 создается в форме прямоугольного блока, когда первая корпусная деталь 330 сборочного узла и вторая корпусная деталь 340 сборочного узла соединяются друг с другом.

На наружных частях верхних торцов соответственных корпусных деталей 330 и 340 сборочного узла сформированы соединительные выступы 350, которыми корпусные детали 330 и 340 сборочного узла соединяются с другим изоляционным элементом (не показан), наложенным на корпусные детали 330 и 340 сборочного узла. На нижних торцевых поверхностях корпусных деталей 330 и 340 сборочного узла сформированы соединительные пазы 352, которые соответствуют соединительным выступам 350. К тому же, выступы 310 сформированы в средних частях верхних торцов соответственных корпусных деталей 330 и 340 сборочных узлов из условия, чтобы выступы 310 вмещались в сквозные отверстия (не показаны) электродных клемм одиночного гальванического элемента, как показано на фиг. 2.

На стороне второй корпусной детали 340 сборочного узла сформирована полая часть 343, которой соединительный элемент (не показан) соединяется с изоляционным элементом 300, созданным соединением первой корпусной детали 330 сборочного узла и второй корпусной детали 340 сборочного узла.

Фиг. 4 - типовой вид, иллюстрирующий соединительный элемент 400 сепараторного типа согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Со ссылкой на фиг. 4, соединительный элемент 400 сепараторного типа содержит: первую корпусную деталь 410 соединения клемм, которая присоединена к одной из электродных клемм одиночного гальванического элемента (например, катодной клемме); и вторую корпусную деталь 420 соединения клемм, которая присоединена к другой электродной клемме одиночного гальванического элемента (например, анодной клемме). Корпусные детали 410 и 420 соединения клемм сделаны из проводящего материала и сформированы в форме пластины. На соответственных корпусных деталях 410 и 420 соединения клемм сформированы отверстия 412 и 422 сочленения, в которые плотно устанавливаются выступы 310 изоляционного элемента (см. фиг. 3). Отверстие 412 сочленения, сформированное в первой корпусной детали 410 соединения клемм, выполнено в закрытом виде из условия, чтобы соответствующий выступ изоляционного элемента плотно устанавливался в отверстие 412 сочленения первой корпусной детали 410 соединения клемм только сверху. С другой стороны, отверстие 422 сочленения, сформированное во второй корпусной детали 420 соединения клемм, выполнено в открытом виде из условия, чтобы соответствующий выступ изоляционного элемента плотно устанавливался в отверстие 422 сочленения второй корпусной детали 410 соединения клемм как сверху, так и сбоку. Последовательность операций сборки изоляционного элемента и соединительного элемента будет описана ниже, со ссылкой на фиг. 5.

На первой корпусной детали 410 соединения клемм сформирована соединительная выступающая часть 415, которая выступает из его боковой стороны, из условия, чтобы соединительная выступающая часть 415 могла присоединяться к сборке измерительной платы в собранном состоянии.

На соответственных корпусных деталях 410 и 420 соединения клемм сформированы части 430 и 440 сочленения соответственно, которые надежно вставляются в полые участки 343 изоляционного элемента (см. фиг. 3). Каждая из частей 430 и 440 сочленения включает в себя первый изогнутый участок, сформированный изгибом вовнутрь основной корпусной детали, которая сделана из листового материала, с предопределенной высотой, и второй изогнутый участок 432, сформированный вертикальным изгибом первого изогнутого участка 431. Поэтому части 430 и 440 сочленения могут упруго вставляться в полую часть изоляционного элемента.

Фиг. 5 - типовой вид, частично иллюстрирующий соединение электродных клемм одиночных гальванических элементов с использованием изоляционного элемента сборного типа, показанного на фиг. 3, и соединительного элемента сепараторного типа, показанного на фиг. 4. Более точно, на фиг. 5 проиллюстрировано соединение одиночных гальванических элементов 200 и 201 последовательно с использованием изоляционного элемента 300 и соединительного элемента 400.

Со ссылкой на фиг. 5, части 430 и 440 сочленения первой и второй корпусных деталей 410 и 420 соединения клемм соединительного элемента надежно вставлены в полую часть 343 второй корпусной детали 340 сборочного узла изоляционного элемента. Более точно, часть 430 сочленения первой корпусной детали 410 соединения клемм вставлена в полую часть 343 с частью 430 сочленения, направленной вверх, а листовая основная корпусная деталь 414 покрывает нижние торцевые поверхности первой корпусной детали 330 сборочного узла и второй корпусной детали 340 сборочного узла. Когда первая корпусная деталь 410 соединения клемм присоединяется к изоляционному элементу, как описано выше, боковой изогнутый участок 431 части 430 сочленения сдвигается вовнутрь вдоль нижнего направляющего паза 345, сформированного на предопределенную длину на нижнем торце полой части 343. Когда часть 430 сочленения первой корпусной детали 410 соединения клемм вставляется в полую часть 343 изоляционного элемента 300, первая корпусная деталь 410 соединения клемм устанавливается на нижнюю торцевую поверхность другого изоляционного элемента (не показан), не имеющего выступов. По этой причине отверстие 412 сочленения сформировано в закрытом виде.

С другой стороны, часть 440 сочленения второй корпусной детали 420 соединения клемм вставляется в полую часть 343, с частью 440 сочленения, направленной вниз, а листовая главная корпусная деталь 424 покрывает верхнюю торцевую поверхность второй корпусной детали 340 сборочного узла. Когда вторая корпусная деталь 420 соединения клемм присоединяется к изоляционному элементу, как описано выше, боковой изогнутый участок 441 части 440 сочленения сдвигается вовнутрь вдоль верхнего направляющего паза 344, сформированного на предопределенную длину на верхнем торце полой части 343. Когда часть 440 сочленения второй корпусной детали 420 соединения клемм вставляется в полую часть 343 изоляционного элемента 300, вторая корпусная деталь 420 соединения клемм устанавливается на верхнюю торцевую поверхность изоляционного элемента 300, имеющего выступы. По этой причине отверстие 422 сочленения сформировано в открытом виде.

Две корпусные детали 410 и 420 соединения клемм остаются отделенными друг от друга, как показано на чертеже (показывающем состояние до соединения), даже после того, как корпусные детали 410 и 420 соединения клемм присоединены к изоляционному элементу 300. Первая корпусная деталь 410 соединения клемм присоединяется к катодной клемме 221 одиночного гальванического элемента 201, присоединенного к нижнему торцу первой корпусной детали 330 сборочного узла, а вторая корпусная деталь 420 соединения клемм присоединяется к анодной клемме 230 одиночного гальванического элемента 200, присоединенного к выступу 312 второй корпусной детали 340 сборочного узла.

Далее будет описана последовательность операций сборки изоляционного элемента и соединительного элемента.

Прежде всего, вторая корпусная деталь 420 соединения клемм присоединяется ко второй корпусной детали 340 соединения клемм (S1). Затем первая корпусная деталь 410 соединения клемм присоединяется ко второй корпусной детали 340 соединения клемм (S2). Поэтому отверстие 422 сочленения второй корпусной детали 420 соединения клемм, присоединенной ко второй корпусной детали 340 сборочного узла, как описанный выше, совмещается со сквозным отверстием 240 анодной клеммы 230 одиночного гальванического элемента 200 (S3). После этого первая корпусная деталь 330 сборочного узла присоединяется ко второй корпусной детали 340 сборочного узла (S4). В заключение одиночный гальванический элемент 200 устанавливается на изоляционный элемент 300, из условия, чтобы выступ 310 вмещался в сквозное отверстие 240 катодной клеммы 220, а выступ 312 вмещался в сквозное отверстие 240 анодной клеммы 230 (S5). В это время катодная клемма 220 вводится в соприкосновение с другой первой корпусной деталью соединения клемм (не показана), которая должна присоединяться сверху, в то время как катодная клемма 220 присоединяется к выступу 310. С другой стороны, анодная клемма 230 вводится в соприкосновение со второй корпусной деталью 420 соединения клемм, которая присоединяется к выступу 312.

Вышеописанная последовательность операций сборки является всего лишь примером возможной последовательности операций сборки, и очередность последовательности операций сборки может частично изменяться. Например, этап соединения первой корпусной детали 330 сборочного узла и второй корпусной детали 340 сборочного узла (S4) может выполняться первым.

Фиг. 6 - типовой вид, иллюстрирующий соединение первой корпусной детали соединения клемм и второй корпусной детали соединения клемм с плавким предохранителем, после того как завершена последовательность операций сборки, показанная на фиг. 5.

Со ссылкой на фиг. 6, первая корпусная деталь 410 соединения клемм и вторая корпусная деталь 420 соединения клемм, которые присоединены к изоляционному элементу 300, отделены друг от друга, а потому первая корпусная деталь 410 соединения клемм электрически не соединена со второй корпусной деталью соединения клемм 420. Поэтому после того, как сборка соответствующих элементов завершена, необходимо соединить корпусные детали 410 и 420 соединения клемм с элементом аварийной защиты или дополнительным проводящим элементом из условия, чтобы была достигнута электропроводность между корпусными деталями 410 и 420 соединения клемм. Фиг. 6 иллюстрирует электрическое соединение с использованием плавкого предохранителя 700, который является разновидностью элемента аварийной защиты.

Плавкий предохранитель 700 включает в себя корпус 710 плавкого предохранителя, содержащий область, которая может разрываться, когда возникает сверхток или перегрев, и две соединительные клеммы 720 и 730, тянущиеся из корпуса 710 плавкого предохранителя.

Упругие соединительные пазы 433 и 443 формируются в частях 430 и 440 сочленения первой и второй корпусных деталей 410 и 420 соединения клемм, в то время как первая корпусная деталь 410 соединения клемм и вторая корпусная деталь 420 соединения клемм присоединены к изоляционному элементу 300. Соединительные клеммы 720 и 730 плавкого предохранителя 700 вставляются в соединительные пазы 433 и 443, посредством чего достигается электрическое соединение между первой корпусной деталью 410 соединения клемм и второй корпусной деталью 420 соединения клемм. Когда возникает сверхток или перегрев в соответствующем одиночном гальваническом элементе (не показан), плавкий предохранитель 700 выводится из строя. В этом случае модуль батарей разбирается, выведенный из строя плавкий предохранитель 700 удаляется и новый плавкий предохранитель присоединяется к корпусной детали 410 соединения клемм и второй корпусной детали 420 соединения клемм. В случае, когда необходим элемент аварийной защиты в ходе электрического соединения, как описано ранее, первая корпусная деталь 410 соединения клемм и вторая корпусная деталь 420 соединения клемм могут быть сформированы в виде единой корпусной детали.

Несмотря на то, что, для иллюстративных целей, были раскрыты предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники будут принимать во внимание, что возможны различные модификации, дополнения и замещения без выхода из объема и сущности изобретения, которое раскрыто в прилагаемой формуле изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Как очевидно из вышеприведенного описания, элемент соединения клемм модуля вторичных батарей согласно настоящему изобретению имеет результатом достижение легкого и устойчивого соединения электродных клемм одиночных гальванических элементов, надежную укладку одиночных гальванических элементов без использования дополнительных монтажных элементов, таких как картриджи, снижение вероятности коротких замыканий во время изготовления модуля вторичных батарей или во время использования завершенного модуля батарей и выполнение последовательности операций выравнивания электрических потенциалов для одиночных гальванических элементов.

Изобретение касается элемента соединения клемм модуля или блока вторичных батарей высокой отдачи и большой емкости, содержащего множество одиночных гальванических элементов, уложенных друг на друга и электрически соединенных друг с другом. Элемент соединения клемм включает в себя: изоляционный элемент, установленный между электродными клеммами соседних одиночных гальванических элементов и для достижения электрической изоляции между электродными клеммами, присоединенный к электродным клеммам; и соединительный элемент, присоединенный к изоляционному элементу, для электрического соединения электродных клемм одиночных гальванических элементов, присоединенных к изоляционному элементу, последовательно и/или параллельно друг с другом. Технический результат - обеспечение возможности устойчивого соединения клемм одиночных гальванических элементов модуля батарей посредством простой последовательности операций. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Элемент соединения клемм модуля вторичных батарей, содержащего одиночные гальванические элементы, уложенные друг на друга и электрически соединенные друг с другом, при этом элемент соединения клемм содержит

изоляционный элемент, установленный между электродными клеммами соседних одиночных гальванических элементов, для электрической изоляции между электродными клеммами, изоляционный элемент присоединен к электродным клеммам; и

соединительный элемент, присоединенный к изоляционному элементу, для электрического соединения электродных клемм одиночных гальванических элементов, присоединенных к изоляционному элементу, последовательно и/или параллельно друг с другом.

в котором соединительный элемент содержит

первую корпусную деталь соединения клемм, присоединенную к электродной клемме (а) одиночного гальванического элемента (А); и

вторую корпусную деталь соединения клемм, присоединенную к электродной клемме (b) одиночного гальванического элемента (В), прилегающего к одиночному гальваническому элементу (А), и

при этом соединительный элемент присоединен к изоляционному элементу таким образом, что соединительный элемент окружает изоляционный элемент, или соединительный элемент вставлен в полые части, сформированные в изоляционном элементе.

первая корпусная деталь соединения клемм и вторая корпусная деталь соединения клемм отделены друг от друга,

первая корпусная деталь соединения клемм и вторая корпусная деталь соединения клемм присоединены к изоляционному элементу, из условия, чтобы первая и вторая корпусные детали соединения клемм присоединялись к соответствующим электродным клеммам, и

первая корпусная деталь соединения клемм и вторая корпусная деталь соединения клемм соединяются друг с другом проводящим элементом для обеспечения электрического соединения между первой корпусной деталью соединения клемм и второй корпусной деталью соединения клемм, после того как первая и вторая корпусные детали соединения клемм присоединены к изоляционному элементу.

в котором изоляционный элемент содержит

первую корпусную деталь сборочного узла, содержащую

охватывающую соединительную часть, сформированную с одной ее

стороны; и

вторую корпусную деталь сборочного узла, содержащего охватываемую соединительную часть, сформированную с одной ее стороны, охватываемая соединительная часть соответствует охватывающей соединительной части, и

при этом соответственные корпусные детали сборочного узла снабжены в средних частях их верхних торцов выступами, которые вмещаются в сквозные отверстия электродных клемм одиночного гальванического элемента, и по меньшей мере одна из первой и второй корпусных деталей сборочного узла снабжены на их боковой стороне полой частью, посредством которой соединительный элемент присоединяется к по меньшей мере одной из первой и второй корпусных деталей сборочного узла.

первая и вторая корпусные детали сборочного узла снабжены на боковых частях верхних торцов, соединительными выступами, посредством которых первая и вторая корпусные детали сборочного узла соединяются с другим изоляционным элементом, уложенным на первую и вторую корпусные детали сборочного узла, и

первая и вторая корпусные детали сборочного узла снабжены на их нижних торцовых поверхностях соединительными пазами, которые соответствуют соединительным выступам.

первый изогнутый участок, сформированный изгибанием по направлению вовнутрь основной корпусной детали, которая сделана из листового материала, на предопределенной высоте; и

второй изогнутый участок, сформированный вертикальным изгибанием первого изогнутого участка.