АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ, СОДЕРЖАЩАЯ УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНЫХ ВЫВОДОВ Российский патент 2012 года по МПК H01M2/30 H01M10/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к аккумуляторной батарее среднего или большого размера, включающей в себя устройство соединения электродных выводов, а более конкретно, к аккумуляторной батарее среднего или большого размера, имеющей множество электрически соединенных аккумуляторных модулей, причем аккумуляторная батарея среднего или большого размера включает в себя устройство соединения электродных выводов, при этом устройство соединения электродных выводов включает в себя проводящий соединительный элемент, сцепленный с электродными выводами аккумуляторных модулей, чтобы электрически подключать электродные выводы аккумуляторных модулей друг к другу, и отключающий режущий элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе, чтобы отключать цепь проводящего соединительного элемента, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

Уровень техники

В последнее время вторичные батареи (аккумуляторы), которые могут заряжаться и разряжаться, широко использовались в качестве источника энергии для беспроводных мобильных устройств. Кроме того, вторичные батареи привлекают значительное внимание как источник питания для электромобилей (EV), гибридных электромобилей (HEV) и гибридных электромобилей с перезарядкой от электросети (Plug-in HEV), которые были разработаны для решения таких проблем, как загрязнение воздуха, вызываемое существующими транспортными средствами с бензиновым и дизельным двигателем, использующими ископаемое топливо.

Мобильные устройства небольшого размера используют один или несколько аккумуляторных элементов для каждого устройства. С другой стороны, устройства среднего или большого размера, такие как транспортные средства, используют аккумуляторный модуль среднего или большого размера, имеющий множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом, поскольку устройствам среднего или большого размера необходимы высокая мощность и большая емкость.

В общем, множество единичных элементов монтируют в картридже, который соединяет единичные элементы последовательно и/или параллельно друг с другом, и множество картриджей электрически соединяют друг с другом, таким образом изготавливая аккумуляторный модуль. По обстоятельствам два или более аккумуляторных модуля электрически соединяют друг с другом, таким образом изготавливая аккумуляторную батарею или систему среднего или большого размера, обеспечивающую более высокую мощность.

Между тем, такая аккумуляторная батарея среднего или большого размера демонстрирует высокую безопасность относительно деформации аккумуляторной батареи по ее толщине, но низкую безопасность относительно деформации аккумуляторной батареи в направлении электродных выводов аккумуляторных элементов.

В частности, в случае если множество аккумуляторных элементов электрически соединяются последовательно друг с другом, как в аккумуляторной батарее среднего или большого размера, в областях электродных выводов аккумуляторного модуля возникает короткое замыкание, когда к аккумуляторной батарее прикладывается внешняя сила, возникающая вследствие, например, столкновения транспортных средств, в результате чего аккумуляторная батарея может загореться или взорваться.

Следовательно, имеется большая необходимость в аккумуляторной батарее среднего или большого размера, включающей в себя устройство соединения электродных выводов, которое способно отключать область соединения электродных выводов аккумуляторного модуля за счет простой конструкции, когда к аккумуляторной батарее прикладывается внешняя сила, тем самым фундаментально разрешая вышеуказанные проблемы.

Сущность изобретения

Техническая задача

Следовательно, настоящее изобретение было создано для того, чтобы разрешать вышеуказанные проблемы и другие технические проблемы, которые также должны разрешаться.

В частности, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить аккумуляторную батарею среднего или большого размера, включающую в себя устройство соединения электродных выводов, включающее в себя проводящий соединительный элемент, имеющий специальную конструкцию, и отключающий режущий элемент, при этом когда к аккумуляторной батарее прикладывается внешняя сила, вызываемая вследствие, например, столкновения транспортных средств, в продольном направлении аккумуляторной батареи, проводящий соединительный элемент разрезается отключающим режущим элементом, размыкая электрическое соединение между аккумуляторными модулями, тем самым снижая риски на уровне аккумуляторной батареи до уровня аккумуляторных модулей.

Техническое решение

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, вышеуказанные и другие задачи могут быть решены посредством предоставления аккумуляторной батареи среднего или большого размера, имеющей множество электрически соединенных аккумуляторных модулей, причем аккумуляторная батарея среднего или большого размера включает в себя устройство соединения электродных выводов, при этом устройство соединения электродных выводов включает в себя проводящий соединительный элемент, сцепленный с электродными выводами аккумуляторных модулей, чтобы электрически подключать электродные выводы аккумуляторных модулей друг к другу, и отключающий режущий элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе, чтобы отключать цепь проводящего соединительного элемента, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

Как описано выше, аккумуляторная батарея среднего или большого размера согласно настоящему изобретению включает в себя устройство соединения электродных выводов, которое включает в себя проводящий соединительный элемент, чтобы электрически подключать электродные выводы друг к другу, и отключающий режущий элемент, чтобы отключать цепь проводящего соединительного элемента. Поэтому когда к аккумуляторной батарее прикладывается внешняя сила, вызываемая вследствие, например, столкновения транспортных средств, в продольном направлении аккумуляторной батареи, проводящий соединительный элемент легко разрезается отключающим режущим элементом, размыкая электрическое соединение между аккумуляторными модулями аккумуляторной батареи, тем самым существенно повышая безопасность аккумуляторной батареи.

Кроме того, отключающий режущий элемент, имеющий простую конструкцию, которая работает механически, добавляется к существующему проводящему соединительному элементу без предусматривания дополнительного компонента, тем самым обеспечивая безопасность аккумуляторной батареи в ходе столкновения по сравнению с традиционной аккумуляторной батареей среднего или большого размера.

Помимо этого, устройство соединения электродных выводов использует не электрический сигнал, а нагрузку «погружения» внешней конструкции в ходе столкновения, тем самым достигая очень высокой эксплуатационной надежности.

Отключенная цепь может достигаться посредством отключающего режущего элемента, физически разрезающего проводящий соединительный элемент, например, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

То есть внешняя сила, прикладываемая к аккумуляторной батарее в продольном направлении аккумуляторной батареи, перемещает отключающий режущий элемент к проводящему соединительному элементу, и отключающий режущий элемент разрезает часть проводящего соединительного элемента, соединяющего электродные выводы аккумуляторных модулей, размыкая электрическое соединение между аккумуляторными модулями. Альтернативно, аккумуляторная батарея может перемещаться к отключающему режущему элементу, чтобы добиться желаемого разрезания проводящего соединительного элемента.

Конструкция отключающего режущего элемента конкретно не ограничена при условии, что отключающий режущий элемент может легко разрезать проводящий соединительный элемент физическим образом. Например, отключающий режущий элемент может включать в себя заостренный край. В этом случае проводящий соединительный элемент легко разрезается заостренным краем отключающего режущего элемента.

В качестве другого примера отключающий режущий элемент может быть изготовлен из изоляционного материала, чтобы легко разрезать проводящий соединительный элемент без электрической искры. Альтернативно, отключающий режущий элемент может включать в себя основное тело, изготовленное из изоляционного материала, и металлический заостренный край, предусмотренный на конце основного тела.

В случае если отключающий режущий элемент включает в себя основное тело, изготовленное из изоляционного материала, и металлический заостренный край, предусмотренный на конце основного тела, как описано выше, проводящий соединительный элемент может легко разрезаться металлическим заостренным краем. Электрический ток, протекающий на контактной поверхности проводящего соединительного элемента, в ходе разрезания может прерываться посредством основного тела, изготовленного из изоляционного материала.

Изоляционный материал конкретно не ограничен. Например, изоляционный материал может включать в себя керамику или пластик. Металлический материал также конкретно не ограничен. Например, металлический материал может включать в себя железо, никель, алюминий, медь или их сплавы.

Между тем как упомянуто выше, необходимо, чтобы проводящий соединительный элемент надежно разрезался отключающим режущим элементом, тем самым обеспечивая безопасность аккумуляторной батареи, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи. В предпочтительном примере проводящий соединительный элемент может быть выполнен так, что участок верхнего края и участок нижнего края его области, соответствующей отключающему режущему элементу, вогнуты внутрь на заданную глубину с тем, чтобы добиться надежного разрезания проводящего соединительного элемента.

В частности, участок верхнего края и участок нижнего края проводящего соединительного элемента вогнуты внутрь, в результате чего размер разрезаемой области уменьшается. Следовательно, отключающий режущий элемент перемещается к проводящему соединительному элементу вследствие внешней ударной нагрузки, легко разрезая вогнутую область проводящего соединительного элемента.

В качестве модификации вышеуказанной конструкции проводящий соединительный элемент может быть снабжен в его области, соответствующей отключающему режущему элементу, выемкой или щелью, в которой отключающий режущий элемент легко разрезает проводящий соединительный элемент.

Проводящий соединительный элемент является элементом, предназначенным для достижения электрического соединения между электродными выводами. Предпочтительно, проводящий соединительный элемент образован из металлического элемента пластинчатой формы, имеющего отверстия для вставки электродных выводов, сформированные в положениях, соответствующих электродным выводам аккумуляторного модуля, так что электродные выводы аккумуляторного модуля вставляются через соответствующие отверстия для вставки электродных выводов. Проводящий соединительный элемент имеет длину, достаточную для того, чтобы электрически соединять два или более электродных вывода друг с другом, проводящий соединительный элемент снабжен в его положениях, соответствующих расстоянию между электродными выводами, отверстиями для вставки электродных выводов, и каждое из отверстий для вставки электродных выводов имеет внутренний диаметр, больший, предпочтительно, в продольном направлении аккумуляторной батареи, так что электродные выводы могут легко вставляться через отверстия для вставки электродных выводов, даже когда между электродными выводами возникает позиционное отклонение.

В предпочтительном примере выступ каждого из электродных выводов выполнен в виде болта, образованного с винтовой резьбой, сформированной на его внешней окружной периферии, и заданный крепежный элемент может быть выполнен в виде гайки, имеющей винтовую резьбу, соответствующую внешней окружной периферии соответствующего одного из электродных выводов, так что этот крепежный элемент навинчивается на соответствующий один из электродных выводов. Электродные выводы, каждый из которых выполнен в виде болта, устойчиво свинчивается с крепежными элементами, каждый из которых выполнен в виде гайки, в состоянии, в котором электродные выводы вставлены через отверстия для вставки электродных выводов проводящего соединительного элемента.

Предпочтительно, устройство соединения электродных выводов дополнительно включает в себя изоляционный защитный элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе в состоянии, в котором изоляционный защитный элемент окружает проводящий соединительный элемент, причем изоляционный защитный элемент является открытым сзади за исключением его областей, соответствующих противоположным боковым уступам проводящего соединительного элемента, изоляционный защитный элемент имеет боковую стенку, выступающую на заданную высоту из внешнего контура проводящего соединительного элемента.

Поэтому в устройстве соединения электродных выводов, как описано выше, сцепление проводящего соединительного элемента с электродными выводами аккумуляторного модуля достигается посредством проводящего соединительного элемента, имеющего специальную конструкцию, и изоляционного защитного элемента, и в то же время достигается сцепление между проводящим соединительным элементом и изоляционным защитным элементом. Кроме того, область электрического соединения между электродными выводами защищена изоляционным защитным элементом, тем самым предотвращая возникновение короткого замыкания и, таким образом, существенно повышая безопасность в области электрического соединения между электродными выводами.

В качестве конкретного примера вышеуказанной конструкции проводящий соединительный элемент выполнен так, что противоположные края проводящего соединительного элемента выступают из проводящего соединительного элемента в состоянии, в котором на противоположных краях проводящего соединительного элемента сформированы уступы, имеющие заданную высоту, и изоляционный защитный элемент снабжен внутри себя зацепляющим элементом, имеющим высоту, соответствующую толщине выступания проводящего соединительного элемента, и выполненным имеющим обращенную вниз клиновидную структуру, чтобы добиться надежного сцепления между проводящим соединительным элементом и изоляционным защитным элементом. Следовательно, противоположные края проводящего соединительного элемента устойчиво сцепляются с изоляционным защитным элементом посредством зацепляющего элемента, выполненного имеющим обращенную вниз клиновидную структуру.

В частности, когда проводящий соединительный элемент вставляется в изоляционный защитный элемент в состоянии, в котором изоляционный защитный элемент находится в электродных выводах аккумуляторного модуля, зацепляющий элемент, выполненный имеющим обращенную вниз клиновидную структуру, позволяет проводящему соединительному элементу вставляться вовнутрь изоляционного защитного элемента. Однако после вставки зацепляющий элемент, выполненный имеющим обращенную вниз клиновидную структуру, не дает проводящему соединительному элементу высвободиться изнутри изоляционного защитного элемента.

В вышеуказанной конструкции изоляционный защитный элемент может быть снабжен внутри сверху и/или снизу направляющей, чтобы направлять перемещение отключающего режущего элемента, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка. Направляющая устойчиво направляет отключающий режущий элемент к требуемой разрезаемой области проводящего соединительного элемента, что является предпочтительным.

В другом предпочтительном примере изоляционный защитный элемент может быть открытым сверху, и аккумуляторная батарея среднего или большого размера может дополнительно включать в себя изоляционную крышку, смонтированную на открытом верху изоляционного защитного элемента. Следовательно, область электрического соединения изоляционного защитного элемента покрыта изоляционной крышкой, в результате чего электрический ток, протекающий в проводящем соединительном элементе, полностью изолирован от внешней среды. Кроме того, изоляционная крышка защищает область соединения между электродными выводами аккумуляторного модуля и проводящим соединительным элементом от внешней ударной нагрузки и в то же время предотвращает попадание посторонних предметов и проникание влаги.

Изоляционная крышка может быть выполнена с различными конструкциями. Например, изоляционная крышка может быть смонтирована на изоляционном защитном элементе скользящим образом. Кроме того, изоляционная крышка может быть расположена в плотном контакте с верхним краем изоляционного защитного элемента при упругом деформировании изоляционного защитного элемента на небольшую ширину. Помимо этого, изоляционная крышка может быть зацеплена с одной стороной изоляционного защитного элемента крюковидной конструкцией или закрепленным образом на основе заданной сцепляющей конструкции. Предпочтительно, изоляционная крышка изготавливается из того же изоляционного материала, что и изоляционный защитный элемент. Однако изоляционная крышка может быть изготовлена из иного изоляционного материала, чем изоляционный защитный элемент.

Конструкция отключающего режущего элемента конкретно не ограничена при условии, что отключающий режущий элемент монтируется в изоляционном защитном элементе, чтобы легко разрезать проводящий соединительный элемент, когда к аккумуляторной батареи прикладывается внешняя ударная нагрузка. Например, отключающий режущий элемент может монтироваться в изоляционном защитном элементе в состоянии, в котором отключающий режущий элемент отделен от изоляционной крышки. Альтернативно, отключающий режущий элемент может монтироваться в изоляционном защитном элементе в состоянии, в котором отключающий режущий элемент сцеплен с изоляционной крышкой.

Между тем, в аккумуляторной батарее среднего или большого размера, выполненной имеющей конструкцию, в которой множество аккумуляторных модулей размещены стопкой и электрически подключены друг к другу, чтобы обеспечить высокую мощность и большую емкость, электродные выводы самого аккумуляторного модуля подключаются к требующему питания от аккумуляторного модуля внешнему устройству через линейный соединительный элемент, такой как силовой кабель. Кроме того, может быть необходимым располагать разъем для обслуживания на пути катодной или анодной цепи, чтобы вручную отключать электричество, когда необходимо проверять рабочее состояние аккумуляторного модуля по мере необходимости и ремонтировать аккумуляторный модуль.

При этом изоляционный защитный элемент, смонтированный на электродных выводах самого крайнего аккумуляторного модуля или аккумуляторного модуля, требующего электрического подключения к разъему для обслуживания, помимо соединительных элементов для электрического подключения соответствующих аккумуляторных модулей друг к другу, дополнительно включает в себя направляющую часть, чтобы направлять подсоединение линейного соединительного элемента, соединенного с соответствующими электродными выводами.

Следовательно, изоляционный защитный элемент может быть снабжен на внешней части одной своей стороны направляющей частью, чтобы легко добиваться установки и подсоединения другого линейного соединительного элемента. В этом случае направляющая часть может быть выполнена имеющей конструкцию, в которой полая направляющая простирается от положения, соответствующего электродным выводам аккумуляторных модулей. Направляющая часть может простираться вверх или вниз от положения, соответствующего электродным выводам аккумуляторных модулей, исходя из положения подсоединения требуемого линейного соединительного элемента.

По обстоятельствам область корпуса аккумуляторного модуля, соответствующая электродным выводам, может быть выполнена имеющей конструкцию, в которой область корпуса аккумуляторного модуля, соответствующая отключающему режущему элементу, вогнута внутрь так, что проводящий соединительный элемент легко разрезается отключающим режущим элементом, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

Аккумуляторная батарея может быть выполнена имеющей конструкцию, в которой множество аккумуляторных модулей, каждый из которых имеет катодный вывод и анодный вывод, выступающие из одной его стороны, размещены стопкой. Таким образом, в случае если катодный вывод и анодный вывод сформированы на одной стороне каждого из аккумуляторных модулей, размер пространства, образуемого вследствие областей выступания электродных выводов, уменьшается по сравнению со случаем, если катодный вывод и анодный вывод сформированы на различных сторонах каждого из аккумуляторных модулей. Следовательно, можно выполнить аккумуляторную батарею с более компактной конструкцией.

В этом случае электродные выводы аккумуляторных модулей могут размещаться на одной линии, устройство соединения электродных выводов может монтироваться в области электрического соединения между электродными выводами, и множество изоляционных крышек может монтироваться, чтобы одновременно покрывать открытые верхние части множества устройств соединения электродных выводов.

В качестве примера изоляционная крышка может быть выполнена с неразъемной конструкцией или с разъемной конструкцией, имеющей две части изоляционной крышки. Кроме того, изоляционная крышка может быть выполнена с отдельной конструкцией, чтобы покрывать соответствующие изоляционные защитные элементы. Конечно, могут быть предусмотрены одна или более изоляционных крышек, исходя из требуемых закрываемых областей устройства соединения электродных выводов.

В аккумуляторной батарее среднего или большого размера, обеспечивающей высокую мощность и большую емкость, как описано выше, разъем для обслуживания требуется для того, чтобы вручную отключать электричество, когда необходимо проверять рабочее состояние аккумуляторного модуля и ремонтировать аккумуляторный модуль, либо когда происходит авария, требующая отключающей цепи во внешнем устройстве, таком как транспортное средство.

Следовательно, аккумуляторная батарея среднего или большого размера согласно настоящему изобретению может быть выполнена имеющей конструкцию, в которой разъем для обслуживания монтируется в одной или более областях электрического соединения между размещенными стопкой аккумуляторными модулями для того, чтобы добиться отключенной цепи.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусмотрено устройство соединения электродных выводов для электрического подключения множества аккумуляторных модулей друг к другу. В частности, устройство соединения электродных выводов включает в себя проводящий соединительный элемент, сцепляемый с электродными выводами аккумуляторных модулей, чтобы электрически подключать электродные выводы аккумуляторных модулей друг к другу, причем проводящий соединительный элемент снабжен на противоположных своих сторонах уступами, отключающий режущий элемент, смонтированный снаружи проводящего соединительного элемента, чтобы отключать цепь проводящего соединительного элемента, когда к аккумуляторной батареи прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи, и изоляционный защитный элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе в состоянии, в котором изоляционный защитный элемент окружает проводящий соединительный элемент, причем изоляционный защитный элемент является открытым сзади за исключением его областей, соответствующих противоположным боковым уступам проводящего соединительного элемента, изоляционный защитный элемент имеет боковую стенку, выступающую на заданную высоту из внешнего контура проводящего соединительного элемента.

Поскольку устройство соединения электродных выводов включает в себя проводящий соединительный элемент, отключающий режущий элемент и изоляционный защитный элемент, как описано выше, проводящий соединительный элемент легко разрезается отключающим режущим элементом, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи. Кроме того, можно подключать аккумуляторные модули последовательно и/или параллельно друг к другу. Следовательно, можно свободно конструировать аккумуляторную батарею так, что аккумуляторная батарея обеспечивает требуемые мощность и емкость.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные другие задачи, признаки и другие преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания, рассматриваемого вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 является частичным типичным видом, иллюстрирующим боковую структуру формы, включающей в себя множество размещенных стопкой аккумуляторных модулей;

фиг.2 является видом в перспективе, иллюстрирующим аккумуляторную батарею среднего или большого размера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 является типичным видом, иллюстрирующим устройство соединения электродных выводов по фиг.2;

фиг.4 является типичным видом, иллюстрирующим проводящий соединительный элемент по фиг.3;

фиг.5 является типичным видом, иллюстрирующим изоляционный защитный элемент и отключающий режущий элемент по фиг.3;

фиг.6 является типичным видом, иллюстрирующим изоляционную крышку по фиг.3;

фиг.7 и 8 являются типичными видами, иллюстрирующими устройства соединения электродных выводов согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 и 10 являются видами в перспективе, иллюстрирующими аккумуляторные батареи среднего или большого размера согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения; и

фиг.11 является типичным видом, иллюстрирующим проводящий соединительный элемент согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Наилучший вариант осуществления изобретения

Далее подробно описываются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Тем не менее следует отметить, что объем настоящего изобретения не ограничен проиллюстрированными вариантами осуществления.

Фиг.1 является частичным типичным видом, иллюстрирующим боковую структуру формы, включающей в себя множество размещенных стопкой аккумуляторных модулей.

Обращаясь к фиг.1, аккумуляторная батарея среднего или большого размера, обеспечивающая электричество с большой емкостью и высокой мощностью, включает в себя множество аккумуляторных модулей 100. Электродные выводы 110 и 120 выступают из одной стороны каждого из аккумуляторных модулей 100. Электродные выводы 110 и 120 размещаются на одной линии так, что электродные выводы 110 и 120 являются параллельными в направлении сборки стопкой аккумуляторных модулей 100. Кроме того, на внешней окружной периферии каждого из выступающих электродных выводов 110 и 120 сформирована винтовая резьба (не показана), так что проводящий соединительный элемент для электрического подключения аккумуляторных модулей 100 друг к другу может быть легко сцеплен с электродными выводами 110 и 120.

Фиг.2 является видом в перспективе, типично иллюстрирующим аккумуляторную батарею среднего или большого размера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, а фиг.3 является типичным видом, иллюстрирующим устройство соединения электродных выводов по фиг.2.

Обращаясь к этим чертежам, аккумуляторная батарея 900 среднего или большого размера включает в себя два аккумуляторных модуля 102 и 104, электрически соединенных друг с другом через устройство 300 соединения электродных выводов. Большее число аккумуляторных модулей 102 и 104 может быть электрически соединено друг с другом с тем, чтобы обеспечивать мощность и емкость аккумуляторной батареи.

Устройство 300 соединения электродных выводов включает в себя проводящий соединительный элемент 320, сцепленный с электродными выводами аккумуляторных модулей 102 и 104, чтобы электрически соединять электродные выводы аккумуляторных модулей 102 и 104 друг с другом, отключающий режущий элемент 310, смонтированный на проводящем соединительном элементе 320, чтобы отключать проводящий соединительный элемент 320, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении L аккумуляторной батареи, изоляционный защитный элемент 330, смонтированный на проводящем соединительном элементе 320 в состоянии, в котором изоляционный защитный элемент 330 окружает проводящий соединительный элемент 320, причем изоляционный защитный элемент 330 является открытым сзади за исключением его областей, соответствующих противоположным боковым уступам проводящего соединительного элемента 320, изоляционный защитный элемент 330 имеет боковую стенку, выступающую на заданную высоту из внешнего контура проводящего соединительного элемента 320, и изоляционную крышку 340, смонтированную на открытом верхнем крае изоляционного защитного элемента 330.

Фиг.4 является типичным видом, иллюстрирующим проводящий соединительный элемент по фиг.3, фиг.5 является типичным видом, иллюстрирующим изоляционный защитный элемент и отключающий режущий элемент по фиг.3, а фиг.6 является типичным видом, иллюстрирующим изоляционную крышку по фиг.3.

Обращаясь к этим чертежам вместе с фиг.2, проводящий соединительный элемент 320 выполнен так, что участок верхнего края 322 и участок 324 нижнего края его области, соответствующей отключающему режущему элементу 310, имеющему заостренный край 312, вогнуты внутрь на заданную глубину d. Поэтому, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении L аккумуляторной батареи, край 312 отключающего режущего элемента 310 физически разрезает проводящий соединительный элемент 320.

Кроме того, внутри сверху и снизу изоляционного защитного элемента 330 сформированы направляющие 332 и 334, чтобы устойчиво направлять отключающий режущий элемент 310 к вогнутой области проводящего соединительного элемента 320, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка.

На заданных участках верхнего края и нижнего края изоляционной крышки 340 сформированы крюковидные выступы 342 так, что эти крюковидные выступы 342 могут упруго сцепляться с углублениями 336 изоляционного защитного элемента 330. Крюковидные выступы 342 могут быть высвобождены из углублений 336 изоляционного защитного элемента 330 по мере необходимости.

Фиг.7 и 8 являются типичными видами, иллюстрирующими устройства соединения электродных выводов согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения.

Обращаясь к фиг.7 вместе с фиг.1, устройство 200 соединения электродных выводов включает в себя проводящий соединительный элемент 210, чтобы электрически соединять электродные выводы друг с другом, изоляционный защитный элемент 220, смонтированный на проводящем соединительном элементе 210 в состоянии, в котором изоляционный защитный элемент 220 окружает проводящий соединительный элемент 210, чтобы защищать области соединения между проводящим соединительным элементом 210 и электродными выводами, и отключающий режущий элемент 310, чтобы отключать проводящий соединительный элемент 210.

Проводящий соединительный элемент 210 снабжен парой отверстий 212 и 213 для вставки электродных выводов, в которых механически сцепляются электродные выводы 110 и 120 аккумуляторного модуля. Противоположные края проводящего соединительного элемента 210 выступают из внешнего контура проводящего соединительного элемента 210 в состоянии, в котором уступы, имеющие заданную высоту, формируются на противоположных краях проводящего соединительного элемента 210.

Изоляционный защитный элемент 220 окружает проводящий соединительный элемент 210. Изоляционный защитный элемент 220 включает в себя боковую стенку 222, имеющую заданную высоту h относительно внешнего контура проводящего соединительного элемента 210. Верх изоляционного защитного элемента 220 является открытым, чтобы добиться легкого соединения между электродными выводами 110 и 120 и проводящим соединительным элементом 210. Кроме того, задняя часть изоляционного защитного элемента 220 является открытой за исключением его областей, соответствующих противоположным боковым концевым участкам 214 проводящего соединительного элемента 210.

Пара зацепляющих элементов 226, имеющих высоту, приблизительно эквивалентную толщине проводящего соединительного элемента 210, и выполненных имеющими обращенную вниз клиновидную структуру, выступает изнутри 218 изоляционного защитного элемента 220. Следовательно, проводящий соединительный элемент 210, который выполнен в форме пластины, вставляется в изоляционный защитный элемент 220 через открытый верхний край изоляционного защитного элемента 220, и противоположные края проводящего соединительного элемента 210 сцепляются с зацепляющими элементами 226. После сцепления между противоположными краями проводящего соединительного элемента 210 и зацепляющими элементами 226 не допускается отделение вверх проводящего соединительного элемента 210 в силу клиновидной структуры каждого из зацепляющих элементов 226.

Обращаясь к фиг.8, устройство соединения электродных выводов 350 дополнительно включает в себя полую направляющую 354, простирающуюся вниз от внешней части одной стороны защитного элемента 352. Полая направляющая 354 может использоваться для того, чтобы направлять силовой кабель, соединенный с электродными выводами самого крайнего аккумуляторного модуля аккумуляторной батареи среднего или большого размера, и кабель (не показан), соединенный с разъемом для обслуживания.

В случае если полая направляющая 354 располагается в направлении вниз, как показано на чертеже, кабели могут быть размещены ниже положений электродных выводов. С другой стороны, полая направляющая 354 может быть повернута на 180 градусов в горизонтальном направлении так, что кабели могут размещаться выше положений электродных выводов. Кроме того, полая направляющая 354 может быть сформирована на левой стороне защитного элемента 352 по мере необходимости, хотя полая направляющая 354 на чертеже показана сформированной на правой стороне защитного элемента 352.

Фиг.9 и 10 являются видами в перспективе, типично иллюстрирующими аккумуляторные батареи среднего или большого размера согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.

Обращаясь к этим чертежам, аккумуляторная батарея 400 среднего или большого размера выполнена имеющей конструкцию, в которой множество аккумуляторных модулей 100, каждый из которых имеет катодный вывод и анодный вывод, выступающие из одной его стороны, размещаются стопкой. Все электродные выводы аккумуляторных модулей 100 располагаются на одной стороне аккумуляторной батареи 400 среднего или большого размера. Устройство 200 соединения электродных выводов электрически соединяет катодный вывод аккумуляторного модуля 100 и анодный вывод смежного аккумуляторного модуля.

Обращаясь к фиг.10, устройство 300 соединения электродных выводов, дополнительно включающее в себя полую направляющую, чтобы направлять силовой кабель и кабель, электрически подключенный к разъему 122 для обслуживания, смонтировано на электродных выводах 116 и 118 самого крайнего аккумуляторного модуля 102 и электродных выводах 112 и 114 среднего аккумуляторного модуля.

То есть кабель, соединенный с разъемом 122 для обслуживания, идет от электродных выводов 112 и 114 аккумуляторного модуля, расположенного в середине аккумуляторной батареи среднего или большого размера, так что кабель может подключаться к разъему 122 для обслуживания через полую направляющую устройства соединения электродных выводов.

Кроме того, изоляционная крышка (не показана) монтируется на открытом верху аккумуляторной батареи 400 среднего или большого размера, чтобы защищать области соединения между электродными выводами 112, 114, 116 и 118 и устройствами 200 и 300 соединения электродных выводов, тем самым предотвращая возникновение короткого замыкания.

Фиг.11 является типичным видом, иллюстрирующим проводящий соединительный элемент согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Обращаясь к фиг.11, проводящий соединительный элемент 360 снабжен в своей области, соответствующей отключающему режущему элементу (не показан), щелью 362 или выемкой 364, в которой отключающий режущий элемент легче разрезает проводящий соединительный элемент, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

Промышленная применимость

Как очевидно из вышеприведенного описания, аккумуляторная батарея среднего или большого размера согласно настоящему изобретению включает в себя устройство соединения электродных выводов, включающее в себя проводящий соединительный элемент, имеющий специальную конструкцию, и отключающий режущий элемент. Поэтому когда внешняя сила, вызываемая вследствие, например, столкновения транспортных средств, прикладывается к аккумуляторной батарее в продольном направлении аккумуляторной батареи, проводящий соединительный элемент разрезается отключающим режущим элементом, размыкая электрическое соединение между аккумуляторными модулями, тем самым снижая риски на уровне аккумуляторной батареи до уровня аккумуляторных модулей.

Кроме того, можно устойчиво и легко достигать электрического соединения между электродными выводами в области соединения электродных выводов при простой конструкции за счет использования устройства соединения электродных выводов. Следовательно, можно снижать затраты на изготовление и легко достигать установки и подсоединения линейного элемента для электрического соединения с внешним устройством или внутренним устройством.

Кроме того, подключение электродных выводов изолировано от внешней среды, тем самым предотвращается возникновение короткого замыкания и коррозии из-за влаги и, таким образом, существенно повышается безопасность аккумуляторных модулей.

Хотя выше были раскрыты предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения для целей иллюстрации, специалисты в данной области техники поймут, что возможны различные модификации, дополнения и замены без отступления от объема и сущности изобретения, раскрытых в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к аккумуляторной батарее. Согласно изобретению аккумуляторная батарея среднего или большого размера, имеющая множество электрически соединенных аккумуляторных модулей, включает в себя устройство соединения электродных выводов, при этом устройство соединения электродных выводов включает в себя проводящий соединительный элемент, сцепленный с электродными выводами аккумуляторных модулей, чтобы электрически подключать электродные выводы аккумуляторных модулей друг к другу, и отключающий режущий элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе, чтобы отключать цепь проводящего соединительного элемента, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи. Техническим результатом является высокая безопасность, высокая эксплуатационная надежность, простота конструкции. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера, имеющая множество электрически соединенных аккумуляторных модулей, причем аккумуляторная батарея среднего или большого размера содержит устройство соединения электродных выводов, при этом устройство соединения для электродных выводов содержит:
проводящий соединительный элемент, сцепленный с электродными выводами аккумуляторных модулей, чтобы электрически подключать электродные выводы аккумуляторных модулей друг к другу; и отключающий режущий элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе, чтобы отключать цепь проводящего соединительного элемента, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

2. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом отключенная цепь достигается посредством отключающего режущего элемента, физически разрезающего проводящий соединительный элемент, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

3. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом отключающий режущий элемент содержит заостренный край.

4. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом отключающий режущий элемент изготовлен из изоляционного материала или содержит основное тело, изготовленное из изоляционного материала, и металлический заостренный край, предусмотренный на краю основного тела.

5. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом проводящий соединительный элемент выполнен так, что участок верхнего края и участок нижнего края области, соответствующей отключающему режущему элементу, вогнуты внутрь на заданную глубину.

6. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом проводящий соединительный элемент снабжен в его области, соответствующей отключающему режущему элементу, выемкой или щелью, в которой отключающий режущий элемент легко разрезает проводящий соединительный элемент.

7. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом проводящий соединительный элемент имеет длину, достаточную для того, чтобы электрически подключать два или более электродных вывода друг к другу, проводящий соединительный элемент снабжен в его положениях, соответствующих расстоянию между электродными выводами, отверстиями для вставки электродных выводов, и каждое из отверстий для вставки электродных выводов имеет внутренний диаметр, больший в продольном направлении аккумуляторной батареи, так что электродные выводы могут легко вставляться через отверстия для вставки электродных выводов, даже когда возникает позиционное отклонение между электродными выводами.

8. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом устройство соединения электродных выводов дополнительно содержит изоляционный защитный элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе в состоянии, в котором изоляционный защитный элемент окружает проводящий соединительный элемент, причем изоляционный защитный элемент является открытым сзади за исключением его областей, соответствующих противоположным боковым уступам проводящего соединительного элемента, изоляционный защитный элемент имеет боковую стенку, выступающую на заданную высоту из внешнего контура проводящего соединительного элемента.

9. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.8, при этом проводящий соединительный элемент выполнен так, что противоположные края проводящего соединительного элемента выступают из проводящего соединительного элемента в состоянии, в котором на противоположных краях проводящего соединительного элемента сформированы уступы, имеющие заданную высоту, и изоляционный защитный элемент снабжен внутри себя зацепляющим элементом, имеющим высоту, соответствующую толщине выступания проводящего соединительного элемента, и выполненным имеющим обращенную вниз клиновидную структуру, чтобы добиться надежного сцепления между проводящим соединительным элементом и изоляционным защитным элементом.

10. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.8, при этом изоляционный защитный элемент снабжен внутри сверху и/или снизу направляющей, чтобы направлять перемещение отключающего режущего элемента, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка.

11. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.8, при этом изоляционный защитный элемент является открытым сверху, и аккумуляторная батарея среднего или большого размера дополнительно содержит изоляционную крышку, смонтированную на открытом верху изоляционного защитного элемента.

12. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.11, при этом изоляционная крышка сцепляется с изоляционным защитным элементом в крюковидной конструкции или закрепленным образом.

13. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.11, при этом отключающий режущий элемент смонтирован на изоляционном защитном элементе в состоянии, в котором отключающий режущий элемент отделен от изоляционной крышки, или в состоянии, в котором отключающий режущий элемент сцеплен с изоляционной крышкой.

14. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.8, при этом изоляционный защитный элемент снабжен на внешней части одной своей стороны направляющей частью, чтобы легко добиться установки и подсоединения другого линейного соединительного элемента.

15. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.14, при этом направляющая часть выполнена имеющей конструкцию, в которой полая направляющая простирается вверх или вниз от положения, соответствующего электродным выводам аккумуляторных модулей.

16. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом область корпуса аккумуляторного модуля, соответствующая электродным выводам, выполнена имеющей конструкцию, в которой область корпуса аккумуляторного модуля, соответствующая отключающему режущему элементу, вогнута внутрь так, что проводящий соединительный элемент легко разрезается отключающим режущим элементом, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи.

17. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом аккумуляторная батарея выполнена имеющей конструкцию, в которой множество аккумуляторных модулей, каждый из которых имеет катодный вывод и анодный вывод, выступающие из одной и той же его стороны, размещены стопкой.

18. Аккумуляторная батарея среднего или большого размера по п.1, при этом электродные выводы аккумуляторных модулей размещены на одной и той же линии, устройство соединения электродных выводов смонтировано в области электрического соединения между электродными выводами, и множество изоляционных крышек смонтировано одновременно покрывающими открытые верхние части множества устройств соединения электродных выводов.

19. Устройство соединения электродных выводов для электрического подключения множества аккумуляторных модулей друг к другу, причем это устройство соединения электродных выводов содержит:
проводящий соединительный элемент, сцепляемый с электродными выводами аккумуляторных модулей, чтобы электрически подключать электродные выводы аккумуляторных модулей друг к другу, причем проводящий соединительный элемент снабжен на своих противоположных сторонах уступами;
отключающий режущий элемент, смонтированный снаружи проводящего соединительного элемента, чтобы отключать цепь проводящего соединительного элемента, когда к аккумуляторной батарее прикладывается ударная нагрузка в продольном направлении аккумуляторной батареи; и
изоляционный защитный элемент, смонтированный на проводящем соединительном элементе в состоянии, в котором изоляционный защитный элемент окружает проводящий соединительный элемент, причем изоляционный защитный элемент является открытым сзади за исключением его областей, соответствующих противоположным боковым уступам проводящего соединительного элемента, изоляционный защитный элемент имеет боковую стенку, выступающую на заданную высоту из внешнего контура проводящего соединительного элемента.