БЛОК БАТАРЕЙ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЛОКА БАТАРЕЙ Российский патент 2013 года по МПК H01M2/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к блоку батарей, включающему в себя множество модулей батарей, каждый из которых вмещает в себя пакетированный блок, в котором уложено множество аккумуляторных батарей, а также к способу изготовления блока батарей.

Предшествующий уровень техники

В публикации японской патентной заявки 2007-59088 раскрыт следующий блок батарей как блок батарей, сформированный путем комбинирования множества модулей батарей, каждый из которых вмещает в себя множество аккумуляторных батарей. В блоке батарей линия детектирования напряжения соединена с выводом электрода каждой из аккумуляторных батарей, размещенных в каждом из модулей батарей, формирующих блок батарей. Блок батарей детектирует напряжения аккумуляторных батарей с помощью проводов детектирования напряжения и управляет зарядкой и разрядкой аккумуляторных батарей, размещенных в модулях батарей, формирующих блок батарей, на основании детектированных напряжений.

Краткое изложение существа изобретения

Однако в описанном выше блоке батарей провода детектирования напряжения соединены соответственно с выводами электродов аккумуляторных батарей, размещенных в модулях батарей, формирующих блок батарей. Таким образом, число проводов детектирования напряжения велико, и, следовательно, монтаж проводов детектирования напряжения является трудоемким. В частности, в блоке батарей с использованием аккумуляторных батарей плоской формы, число аккумуляторных батарей, формирующих блок батарей, обычно увеличивается. Таким образом, число проводов детектирования напряжения увеличивается дополнительно, и, следовательно, монтаж проводов детектирования напряжения является трудоемким.

Задачей настоящего изобретения является предоставление блока батарей, имеющего множество модулей батарей, каждый из которых вмещает в себя пакетированный блок, в котором уложено множество аккумуляторных батарей, и способа изготовления такого блока батарей, которые позволяют уменьшить число проводов детектирования напряжения для детектирования напряжения соответствующих аккумуляторных батарей, размещенных в модулях батарей, формирующих блок батарей.

Первым аспектом настоящего изобретения является блок батарей, включающий в себя: множество модулей батарей, каждый из которых включает в себя пакетированный блок, в котором уложено множество аккумуляторных батарей, пару выходных контактов, и контакт детектирования напряжения, который используется для детектирования напряжения на контактах соответствующих аккумуляторных батарей, и который имеет номинальный ток, равный или больший номинального тока пары выходных контактов; и сборную шину, электрически соединяющую контакты детектирования напряжения множества модулей батарей друг с другом.

Кроме того, вторым аспектом настоящего изобретения является способ изготовления блока батарей, включающего в себя множество модулей батарей, способ, включающий в себя этапы, на которых: пакетируют множество аккумуляторных батарей; получают блок ячеек путем электрического соединения выводов электродов каждой из множества пакетированных аккумуляторных батарей соответственно с контактом детектирования напряжения и парой выходных контактов, в соответствии с электрической цепью из множества модулей батарей, причем контакт детектирования напряжения используется для детектирования напряжений на соответствующих аккумуляторных батареях и имеет номинальный ток, равный или больший номинального тока пары выходных контактов; получают каждый из множества модулей батарей путем помещения блока ячеек в корпус; и пакетируют множество модулей батарей и электрически соединяют контакты детектирования напряжения множества модулей батарей друг с другом с помощью сборной шины.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает общий вид, показывающий модуль батарей варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 изображает общий вид блока ячеек модуля батарей показанный со стороны, с которой выведены выводы;

Фиг.3 изображает общий вид, показывающий отдельную ячейку, расположенную в модуле батарей варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 изображает общий вид с разнесением деталей, показывающий внутреннюю структуру модуля батарей варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 изображает вид, показывающий конфигурацию электрического соединения отдельных ячеек, формирующих модуль батарей;

Фиг.6 изображает общий вид, показывающий блок батарей варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.7 изображает общий вид, показывающий блок батарей варианта осуществления настоящего изобретения в состоянии, предшествующем присоединению к нему внешних сборных шин;

Фиг.8 изображает вид, показывающий конфигурацию электрического соединения отдельных ячеек, расположенных в модулях батарей, формирующих блок батарей варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 изображает вид сверху, показывающий блок батарей другого варианта осуществления настоящего изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Отдельные варианты осуществления, в которых используется настоящее изобретение, подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи.

Как изображено на Фиг.1, модуль 10 батарей варианта осуществления является одним элементом при сборке блока 90 батарей, который будет описан ниже, и включает в себя блок 20 ячеек (см. Фиг.2 и 3) и корпус 50. Блок 20 ячеек включает в себя множество (четыре в этом примере) отдельных ячеек 30, а корпус 50 вмещает в себя блок 20 ячеек.

Как изображено на Фиг.2, блок 20 ячеек включает в себя четыре отдельные ячейки 30А-30D (первую отдельную ячейку 30А, вторую отдельную ячейку 30В, третью отдельную ячейку 30С и четвертую отдельную ячейку 30D), прокладки 41-45 (первую прокладку 41, вторую прокладку 42, третью прокладку 43, четвертую прокладку 44, пятую прокладку 45), закрепленные с обоих концов отдельных ячеек 30А-30D, внешний положительный выходной контакт 60, внешний отрицательный выходной контакт 70 и контакт 80 детектирования напряжения.

Как изображено на Фиг.3, каждая из отдельных ячеек 30 является, например, литий-ионной аккумуляторной батареей плоской формы, в которой элемент, генерирующий энергию, сформированный из электролита и пакетированного блока электродов, расположен внутри наружного элемента 31, и который имеет практически прямоугольную форму на виде сверху. В пакетированном блоке электродов положительные пластины и отрицательные пластины попеременно укладываются с прокладкой, расположенной между ними. Отметим, что отдельная ячейка 30 является общим обозначением для отдельных ячеек 30А-30D.

Наружный элемент 31 каждой отдельной ячейки 30 сформирован, например, из многослойной пленки, сформированной из слоев многослойной синтетической смолы на обеих поверхностях металлической фольги. Четыре стороны наружного элемента 31 присоединены методом термического оплавления для формирования кромки 32 к элементу, генерирующему энергию, расположенному внутри наружного элемента 31. Таким образом, наружный элемент 31 герметично вмещает в себя элемент, генерирующий энергию.

Более того, положительные пластины и отрицательные пластины, формирующие элемент, генерирующий энергию, описанные выше, соединены с положительным выводом 34 и отрицательным выводом 35, выведенными наружу из наружного элемента 31, соответственно, в наружном элементе 31. Положительный вывод 34 и отрицательный вывод 35 оба выведены наружу с короткой стороны наружного элемента 31 на одной торцевой стороне в продольном направлении. Удерживающие отверстия 33, в которые, соответственно, вставляются фиксирующие штифты прокладок, которые будут описаны ниже, сформированы на коротких сторонах кромки 32, которые расположены на двух торцевых сторонах в продольном направлении.

В блоке 20 ячеек четыре отдельные ячейки 30А-30D формируют пакетированный блок, в котором четыре отдельные ячейки 30А-30D уложены таким образом, чтобы непосредственно контактировать друг с другом их основными поверхностями. Более того, выводы 34, 35 электродов соответствующих отдельных ячеек 30А-30D выступают в одном направлении перпендикулярно направлению укладки (направлению Z) отдельных ячеек 30А-30D. Как изображено на Фиг.2, в торцевых участках отдельных ячеек 30А-30D, где выведены выводы 34 электродов, установлены пять прокладок 41-45. Прокладки 41-45 закреплены и соединены в состоянии укладки друг на друга, тем самым определяют шаг в направлении укладки отдельных ячеек 30А-30D.

Кромка 32 первой отдельной ячейки 30А нижней площадки расположена между первой прокладкой 41 и второй прокладкой 42. Более того, кромка 32 второй отдельной ячейки 30В расположена между второй прокладкой 42 и третьей прокладкой 43, а кромка 32 третьей отдельной ячейки 30С расположена между третьей прокладкой 43 и четвертой прокладкой 44. Кроме того, кромка 32 четвертой отдельной ячейки 30D расположена между четвертой прокладкой 44 и пятой прокладкой 45. Отметим, что, хотя это и не изображено отдельно, пять прокладок установлены на торцевых участках четырех отдельных ячеек 30А-30D, где выводы электродов 34, 35 не выведены.

Более того, как изображено на Фиг.2, внешний положительный выходной контакт 60 и внешний отрицательный выходной контакт 70, которые являются выходными контактами модуля 10 батарей, так же как и контакт 80 детектирования напряжения, который используется для детектирования напряжений на отдельных ячейках 30А-30D, формирующих модуль 10 батарей, выведены наружу из первой-пятой прокладок 41-45.

Фиг.4 изображает общий вид, показывающий отдельные ячейки 30, расположенные в модуле 10 батарей. Как изображено на Фиг.4, положительные выводы 34 первой отдельной ячейки 30А и второй отдельной ячейки 30В соединены с внутренней сборной шиной 61 при помощи ультразвуковой сварки или ей подобного, причем внутренняя сборная шина 61 электрически соединена с внешним положительным выходным контактом 60. В то же время, отрицательные выводы 35 первой отдельной ячейки 30А и второй отдельной ячейки 30В соединены с внутренней сборной шиной 81 вместе с положительными контактами 34 третьей отдельной ячейки 30С и четвертой отдельной ячейки 30D при помощи ультразвуковой сварки или ей подобного, причем внутренняя сборная шина 81 электрически соединена с контактом 80 детектирования напряжения. Более того, отрицательные выводы 35 третьей отдельной ячейки 30С и четвертой отдельной ячейки 30D соединены с внутренней сборной шиной 71 при помощи ультразвуковой сварки или ей подобного, причем внутренняя сборная шина 71 электрически соединена с внешним отрицательным выходным контактом 70.

Внешний положительный выходной контакт 60, внешний отрицательный выходной контакт 70 и контакт 80 детектирования напряжения прикреплены к первой-пятой прокладкам 41-45, присоединенным к крайним частям отдельных ячеек 30А-30D (в частности, к кромкам 32 на одной крайней стороне в продольном направлении). Таким образом, внешние воздействия, оказываемые на контакты 60, 70, 80 не передаются на положительные выводы 34 и отрицательные выводы 35 соответствующих ячеек через внутренние сборные шины 61, 71, 81.

Выводы 34, 35 электродов отдельных ячеек 30А-30D соединены с внешним выходным положительным контактом 60, внешним отрицательным выходным контактом 70 и контактом 80 детектирования напряжения при помощи внутренних сборных шин 61, 71, 81, и, таким образом, отдельные ячейки 30А-30D формируют конфигурацию последовательного соединения двух параллельных соединений отдельных ячеек, изображенную на Фиг.5. В описании M последовательно соединенных параллельных соединений L отдельных ячеек (каждый из L, M является целым числом, большим или равным двум) означает конфигурацию цепи, в которой M блоков (здесь и далее называемые параллельным блоком), каждый из которых имеет L отдельных ячеек, соединенных параллельно, соединены последовательно. Соответственно, два последовательно соединенных параллельных соединения двух отдельных ячеек в варианте осуществления означает конфигурацию цепи, в которой параллельный блок Р1, имеющий отдельную ячейку 30А и отдельную ячейку 30В, соединенные параллельно, и параллельный блок Р2, имеющий отдельную ячейку 30С и отдельную ячейку 30D, соединенные параллельно, соединены друг с другом последовательно.

Как изображено на Фиг.5, контакт 80 детектирования напряжения является контактом, который используется для детектирования напряжений на отдельных ячейках 30А-30D, формирующих модуль 10 батарей. В частности, значения напряжения на первой отдельной ячейке 30А и второй отдельной ячейке 30В могут быть детектированы путем использования внешнего положительного выходного контакта 60 и контакта 80 детектирования напряжения для измерения напряжения между этими контактами. Более того, значения напряжения на третьей отдельной ячейке 30С и четвертой отдельной ячейке 30D могут быть задетектированы путем использования внешнего отрицательного выходного контакта 70 и контакта 80 детектирования напряжения для измерения напряжения между этими контактами.

Желательно, чтобы внешний положительный выходной контакт 60, внешний отрицательный выходной контакт 70 и контакт 80 детектирования напряжения были сформированы контактами, через которые могут протекать токи, соответствующие емкостям батарей соответствующих отдельных ячеек 30, размещенных в модуле 10 батарей. В частности, в варианте осуществления в качестве контакта 80 детектирования напряжения используется контакт, имеющий номинальный ток, равный или больший номинальных токов внешнего положительного выходного контакта 60 и внешнего отрицательного выходного контакта 70 (или контакт, имеющий максимальный допустимый ток, равный или больший максимальных допустимых токов внешнего положительного выходного контакта 60 и внешнего отрицательного выходного контакта 70, причем максимальный допустимый ток является максимальным значением тока, протекание которого допускается через контакт). Хотя любой контакт, имеющий номинальный ток, равный или больший номинальных токов внешнего положительного выходного контакта 60 и внешнего отрицательного выходного контакта 70 может использоваться в качестве контакта 80 детектирования напряжения, этапы изготовления модуля 10 батарей могут быть упрощены путем использования того же контакта, что и внешний положительный выходной контакт 60 и внешний отрицательный выходной контакт 70 (т.е. контакта, имеющего номинальный ток, равный номинальным токам внешнего положительного выходного контакта 60 и внешнего отрицательного выходного контакта 70).

Первая прокладка 41 является деталью практически в форме пластины, выполненной из материала, обладающего отличными электроизоляционными свойствами, такого как синтетическая смола. Как изображено на Фиг.4, два удерживающих штифта 411, которые нужно вставлять в удерживающие отверстия 33 кромки 32 первой отдельной ячейки 30А, сформированы на верхней поверхности первой прокладки 41. Более того, отверстия для ввода втулки 412, в которые нужно ввести втулки 46 (см. Фиг.2), сформированы с обоих концов первой прокладки 41, соответственно. Соединительные выступы 413, выступающие вверх, сформированы рядом с соответствующими отверстиями для вставки втулки 412. Первая прокладка 41 и вторая прокладка 42 соединены друг с другом путем соединения соединительных выступов 413 с соединительными отверстиями (не изображены), сформированными на нижней поверхности второй прокладки 42.

Более того, каждая из второй-четвертой прокладок 42-44, изображенных на Фиг.2, также выполнена из материала, обладающего отличными электроизоляционными свойствами, такого как синтетическая смола, и имеет удерживающие штифты, отверстия для вставки втулки и соединительные выступы, сформированные на ней так же, как и на первой прокладке 41. Удерживающие штифты прокладок 41-44 вставляются в удерживающие отверстия 33, сформированные на кромках 32 в обоих торцевых участках отдельных ячеек 30 в продольном направлении, и, таким образом, определяются положения соответствующих отдельных ячеек 30А-30D в направлении поверхности (направлении X или направлении Y). В то же время пятая прокладка также выполнена из материала, обладающего отличными электроизоляционными свойствами, такого как синтетическая смола. Тем не менее, на пятой прокладке 45 ни удерживающие штифты, ни соединительные выступы не формируются, а формируются только отверстия для вставки втулки. Отметим, что вторая-четвертая прокладки 42-44 на Фиг.4 не изображены.

Возвращаясь к Фиг.1, блок 20 ячеек, сконфигурированный в соответствии с тем, что описано выше, расположен внутри корпуса 50, изображенного на Фиг.1. Корпус 50 является корпусом, защищающим хрупкие отдельные ячейки 30А-30D блока 20 ячеек. Корпус 50 имеет нижний корпус 51, имеющий форму коробки с дном и отверстием в верхней части, и верхний корпус 52, закрывающий отверстие нижнего корпуса 51. Нижний корпус 51 и верхний корпус 52 соединяются друг с другом по их краям, и, таким образом, скрепляются друг с другом. Формирование модуля 10 батарей путем помещения блока 20 ячеек в корпус 50 позволяет собирать блок 90 батарей, который будет описан ниже, не беспокоясь о хрупкости отдельных ячеек 30А-30D.

Как изображено на Фиг.1, верхний корпус 52 имеет четыре отверстия 521 для вставки болта, сформированные в местах, соответствующих втулкам 46 блока 20 ячеек, соответственно. Хотя это отдельно и не изображено, нижний корпус 51 также имеет четыре отверстия для вставки болта, сформированные в местах, соответствующих втулкам 46 блока 20 ячеек, соответственно. Положение блока 20 ячеек в корпусе 50 фиксируется путем вставки болтов в отверстия 521 для вставки верхнего корпуса 52, втулки 46 блока 20 ячеек, и отверстия для вставки нижнего корпуса 51.

Как изображено на Фиг.1, три выреза 511, 512, 513 сформированы с боковой поверхности нижнего корпуса 51 с одной торцевой стороны в продольном направлении. Внешний положительный выходной контакт 60, внешний отрицательный выходной контакт 70 и контакт 80 детектирования напряжения выведены наружу соответственно через вырезы 511, 512, 513.

Более того, в варианте осуществления два модуля 10 батарей варианта осуществления, который сконфигурирован в соответствии с тем, как описано выше, могут быть совмещены, как изображено на Фиг.6, для формирования блока 90 батарей. Фиг.6 изображает общий вид, показывающий блок 90 батарей варианта осуществления, а Фиг.7 изображает вид, показывающий блок 90 батарей до присоединения к нему внешних сборных шин 910, 920, 930. Отметим, что на Фиг.6 и 7 модули батарей, формирующие блок 90 батарей являются, соответственно, первым модулем 10А батарей и вторым модулем 10B батарей.

Как изображено на Фиг.6 и 7, блок 90 батарей варианта осуществления сконфигурирован путем укладки первого модуля 10А батарей и второго модуля 10В батарей для формирования пакетированного блока, и также путем электрического соединения внешних положительных выходных контактов 60А, 60В, внешних отрицательных выходных контактов 70А, 70В и контактов 80А, 80В детектирования напряжения модулей 10А, 10В батарей друг с другом с помощью внешних сборных шин 910, 920, 930. В частности, внешние положительные выходные контакты 60А, 60В соответствующих модулей 10А, 10В батарей электрически соединены друг с другом внешней сборной шиной 910, их внешние отрицательные выходные контакты 70А, 70В электрически соединены друг с другом внешней сборной шиной 920, а их контакты 80А, 80В детектирования напряжения электрически соединены друг с другом внешней сборной шиной 930. Отметим, что каждый из контактов 60А, 60В, 70А, 70В, 80А, 80В и соответствующая внешняя сборная шина 910, 920, 930 могут быть соединены друг с другом в части с резьбой (не изображена), сформированной в каждом из контактов 60А, 60В, 70А, 70В, 80А, 80В, с помощью удерживающего болта. Таким образом, каждый из терминалов 60А, 60В, 70А, 70В, 80А, 80В и соответствующая одна из внешних сборных шин 910, 920, 930 плотно контактируют друг с другом и, следовательно, электрически соединены друг с другом.

Отметим, что в варианте осуществления каждая из внешних сборных шин 910, 920, 930, желательно, выполнена из такого материала и такой формы (формы поперечного сечения, в частности), что через них могут протекать токи, соответствующие емкости батарей отдельных ячеек 30, расположенных в модуле 10А, 10В батарей. В варианте осуществления внешние сборные шины 910, 920, 930 сконфигурированы таким образом, чтобы ток, равный или больший номинальных токов (или максимальных допустимых токов) внешних положительных выходных контактов 60А, 60В, внешних отрицательных выходных контактов 70А, 70В и контактов 80А, 80В детектирования напряжения, мог протекать через них, не вызывая дефектов, таких как генерация тепла. В частности, как изображено на Фиг.6, каждая из внешних сборных шин 910, 920, 930 может быть сформирована из проводящего элемента пластинчатой формы.

Более того, как изображено на Фиг.6, провода 911, 921, 931 детектирования напряжения соединены, соответственно, с внешними сборными шинами 910, 920, 930, и эти провода соединены с не изображенным датчиком напряжения (не показан).

Фиг.8 изображает конфигурацию электрического соединения отдельных ячеек, расположенных в модулях 10А, 10В батарей, формирующих блок 90 батарей. Отметим, что на Фиг.8 отдельные ячейки, формирующие модуль 10А батарей, изображены как отдельные ячейки 30Е-30Н, а отдельные ячейки, формирующие модуль 10В батарей, изображены как отдельные ячейки 30I-30L.

Как изображено на Фиг.8, модули 10А, 10В батарей, формирующие блок 90 батарей, имеют внешние положительные выходные контакты 60А, 60В, внешние отрицательные выходные контакты 70А, 70В и контакты 80А, 80В детектирования напряжения, соединенные друг с другом внешними сборными шинами 910, 920, 930, и, таким образом, имеющие конфигурацию цепи двух последовательно соединенных параллельных соединений четырех отдельных ячеек. Соединение двух последовательно соединенных параллельных соединений четырех отдельных ячеек в варианте осуществления означает конфигурацию цепи, в которой параллельный блок P1 и параллельный блок Р2 соединены последовательно, причем в параллельном блоке Р1 отдельная ячейка 30Е и отдельная ячейка 30F из модуля 10А батарей и отдельная ячейка 30I и отдельная ячейка 30J из модуля 10В батарей соединены параллельно, а в параллельном блоке Р2 отдельная ячейка 30G и отдельная ячейка 30H из модуля 10А батарей и отдельная ячейка 30K и отдельная ячейка 30L из модуля 10В батарей соединены параллельно. Другими словами, в блоке 90 батарей параллельные блоки в одном модуле батарей, формирующие пакетированный блок, соединены, соответственно, параллельно с параллельными блоками в другом модуле батарей, формирующими пакетированный блок.

Затем провод 911 детектирования напряжения, присоединенный к внешней сборной шине 910, и провод 931 детектирования напряжения, присоединенный к внешней сборной шине 930, присоединяются к датчику напряжения (не изображен), и, таким образом, напряжения на отдельных ячейках 30E, 30F, 30I, 30J могут быть детектированы. Аналогично, провод 921 детектирования напряжения, присоединенный к внешней сборной шине 920, и провод 931 детектирования напряжения, присоединенный к внешней сборной шине 930, присоединяются к датчику напряжения (не изображен), и, таким образом, напряжения на отдельных ячейках 30G, 30H, 30K, 30L могут быть детектированы.

Как было описано выше, в варианте осуществления модули 10А, 10В батарей, формирующие блок 90 батарей, сконфигурированы таким образом, чтобы включать в себя контакты 80А, 80В детектирования напряжения для детектирования напряжения, которые имеют номинальные токи, равные или больше номинальных токов внешних положительных выходных контактов 60А, 60В и внешних отрицательных выходных контактов 70А, 70В, и контакты 80А, 80В детектирования напряжения модуля 10А, 10В батарей электрически соединены друг с другом внешней сборной шиной 930. Таким образом, в варианте осуществления число проводов детектирования напряжения для детектирования напряжения на контактах отдельных ячеек 30Е-30Н и отдельных ячеек 30I-30L, формирующих модули 10А, 10В батарей, формирующие блок 90 батарей, может быть уменьшено до трех проводов (может быть уменьшено до минимума), которыми являются провода 911, 921, 931 детектирования напряжения. Таким образом, монтаж проводов детектирования напряжения может стать простым. Кроме того, так как число проводов детектирования напряжения уменьшено, число штырьков на подложке управления может быть уменьшено и так далее, тем самым, обеспечивая уменьшение стоимости и размера.

Кроме того, в варианте осуществления каждый из контактов 80А, 80В детектирования напряжения сформирован из контакта, имеющего номинальный ток, равный или больший номинальных токов внешних положительных выходных контактов 60А, 60В и внешних отрицательных выходных контактов 70А, 70В (или имеющего максимальный допустимый ток, равный или больший максимальных допустимых токов внешних положительных выходных контактов 60А, 60В и внешних отрицательных выходных контактов 70А, 70В). Таким образом, могут быть достигнуты следующие результаты. Предположим ситуацию, когда неисправна одна из отдельных ячеек, формирующая, например, модуль 10А батарей (или 10В) из отдельных ячеек 30Е-30Н, формирующих модуль 10А батарей и отдельных ячеек 30I-30L, формирующих модуль 10В батарей, и эта неисправность приводит к увеличению значений токов, протекающих через работающие отдельные ячейки, в частности, через отдельные ячейки, формирующие другой модуль 10В батарей (или 10А). Даже в этой ситуации такие проблемы как генерация тепла и повреждение контакта 80В детектирования напряжения (или 80А) другого модуля 10В батарей (или 10А) может быть эффективно предотвращены. В частности, когда отдельная ячейка, формирующая модули 10А, 10В батарей становится неисправна в результате короткого замыкания, электрическая энергия, заряженная в неисправной отдельной ячейке, разряжается, и это приводит к мгновенному прохождению больших токов. Даже в этом случае такие проблемы, как генерация тепла и повреждение контакта 80 детектирования напряжения также могут быть эффективно предотвращены.

Более того, в варианте осуществления внешняя сборная шина 930, электрически соединяющая контакты 80А, 80В детектирования напряжения друг с другом, сконфигурирована таким образом, чтобы через нее мог проходить ток, равный или больший номинального тока (или максимально допустимого тока) контактов 80А, 80В детектирования напряжения. Соответственно, как было описано выше, даже в случае неисправности одной из отдельных ячеек, формирующих модули 10А, 10В батарей, проблемы, такие как генерация тепла, повреждение и разрыв соединения внешней сборной шины 930, могут быть эффективно предотвращены.

Кроме того, в варианте осуществления внешние положительные выходные контакты 60А, 60В, внешние выходные отрицательные контакты 70А, 70В и контакты 80А, 80В детектирования напряжения соединены друг с другом внешними сборными шинами 910, 920, 930 путем использования удерживающих болтов. Таким образом, контакты 60А, 60В, 70А, 70В, 80А, 80В могут быть электрически соединены друг с другом более просто.

Отметим, что в варианте осуществления, описанном выше, отдельные ячейки 30 соответствуют аккумуляторным батареям по настоящему изобретению, внешние положительные выходные контакты 60, 60А, 60В и внешние отрицательные выходные контакты 70, 70А, 70В соответствуют выходным контактам по настоящему изобретению, а внешние сборные шины 910, 920, 930 соответствуют сборным шинам по настоящему изобретению.

Вариант осуществления настоящего изобретения был описан выше. Этот вариант осуществления является просто примером, описанным для облегчения понимания настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничено описанным вариантом осуществления. Элементы, раскрытые в варианте осуществления, описанном выше, предполагают включение любых типов модификаций конструкции и эквивалентов, входящих в техническую составляющую объема изобретения.

Например, в варианте осуществления, описанном выше, используется модуль 10 батарей, имеющий конфигурацию соединения двух последовательно соединенных параллельных соединений двух отдельных ячеек, и блок 90 батарей, сконфигурированный путем сочетания двух модулей 10 батарей для того, чтобы иметь конфигурацию двух последовательно соединенных параллельных соединений четырех отдельных ячеек, приведен в качестве примера. Тем не менее, конфигурация соединения модулей батарей, формирующих блок батарей, и число модулей батарей, формирующих блок батарей, не ограничены особым образом и могут быть заданы подходящим образом. Например, может использоваться конфигурация, такая как изображенная на Фиг.9. В частности, конфигурация включает в себя 12 модулей 10 батарей, и контакты 60 этих 12 модулей 10 батарей электрически соединены друг с другом внешними сборными шинами 910а, их контакты 70 электрически соединены друг с другом внешними сборными шинами 920а, а контакты 80 электрически соединены друг с другом внешними сборными шинами 930а для формирования блока 90а батарей из двух последовательно соединенных параллельных соединений 24 отдельных ячеек. Отметим, что, как изображено на Фиг.9, в блоке 90а батарей провода 911а, 912а, 913а детектирования напряжения соединены, соответственно, с внешними сборными шинами 910а, 920а, 930а, и эти провода соединены с датчиком напряжения, который не изображен.

Отметим, что, например, когда число отдельных ячеек 30, формирующих модуль 10 батарей, которые соединены последовательно, равно трем в варианте осуществления, описанном выше, число контактов 80 детектирования напряжения, которые нужно сформировать в модуле 10 батарей, задаются равным числу, соответствующему числу отдельных ячеек 30, соединенных последовательно. Например, когда число отдельных ячеек 30, соединенных последовательно равно N (N является целым числом, равным или большим трех), число контактов 80 детектирования напряжения в модуле 10 батарей равно N-1. Здесь каждый модуль 10 батарей имеет конфигурацию N последовательно соединенных параллельных соединений L отдельных ячеек, и, когда число модулей батарей, формирующих пакетированный блок блока батарей равен K (К является целым числом, равным или большим двух), блок батарей имеет конфигурацию соединения N последовательно соединенных параллельных соединений K×L отдельных ячеек.

Данная заявка испрашивает приоритет по японской патентной заявке No. 2009-197734, поданной 28 августа 2009 года, и все содержание этой заявки включено в настоящую заявку в качестве ссылки.

Промышленная применимость

Изобретение может уменьшить число проводов детектирования напряжения для детектирования напряжения на аккумуляторных батареях, расположенных во множестве модулей батарей, формирующих блок батарей, путем электрического соединения контактов детектирования напряжения модулей батарей сборной шиной.

Список обозначений

10, 10А, 10В модуль батарей

20 блок ячеек

30А-30D отдельная ячейка

34 положительный вывод

35 отрицательный вывод

50 корпус

60, 60А, 60В внешний положительный выходной контакт

61 внутренняя сборная шина

70, 70А, 70В внешний отрицательный выходной контакт

71 внутренняя сборная шина

80, 80А, 80В контакт детектирования напряжения

81 внутренняя сборная шина

90, 90А блок батарей

910, 920, 930 внешняя сборная шина

911, 921, 931 провод детектирования напряжения

Изобретение относится к блоку батарей, имеющему множество модулей батарей, каждый из которых вмещает в себя пакетированный блок, в котором уложено множество аккумуляторных батарей, и способу изготовления такого блока батарей, с помощью которого можно уменьшить число проводов детектирования напряжения для детектирования напряжений на соответствующих аккумуляторных батареях, расположенных в модулях батарей, формирующих блок батарей. Блок батарей включает в себя множество модулей (10А, 10В) батарей, каждый из которых включает в себя пакетированный блок, в котором уложено множество аккумуляторных батарей, пару выходных контактов и контакт детектирования напряжения, который используется для детектирования напряжений контактов соответствующих аккумуляторных батарей и который имеет номинальный ток, равный или больший номинального тока пары выходных электродов, и сборную шину (930), электрически соединяющую контакты детектирования напряжения множества модулей батарей друг с другом. Техническим результатом является упрощение монтажа проводов детектирования напряжения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Блок батарей, содержащий: множество модулей батарей, каждый из которых включает в себя пакетированный блок, в котором уложено множество аккумуляторных батарей, пару выходных контактов и контакт детектирования напряжения, который используется для детектирования напряжений контактов соответствующих аккумуляторных батарей и который имеет номинальный ток, равный или больший номинального тока пары выходных контактов; и сборную шину, электрически соединяющую контакты детектирования напряжения множества модулей батарей друг с другом.

2. Блок батарей по п.1, в котором сборная шина является сборной шиной, способной проводить ток, равный или больший номинального тока контакта детектирования напряжения.

3. Блок батарей по п.1 или 2, в котором сборная шина сформирована из проводящего элемента детали пластинчатой формы.

4. Блок батарей по п.1 или 2, в котором одни выходные контакты соответствующих пар выходных контактов множества модулей батарей соединены друг с другом, и другие выходные контакты соответствующих пар выходных контактов соединены друг с другом соответственно с помощью сборных шин, отличных от сборной шины, электрически соединяющей контакты детектирования напряжения друг с другом.

5. Способ изготовления блока батарей, включающего в себя множество модулей батарей, содержащий этапы, на которых: пакетируют множество аккумуляторных батарей; получают блок ячеек путем электрического соединения выводов электродов каждой из множества пакетированных аккумуляторных батарей соответственно с контактом детектирования напряжения и парой выходных контактов в соответствии со сборной цепью из множества модулей батарей, причем контакт детектирования напряжения используется для детектирования напряжений контактов соответствующих аккумуляторных батарей и имеет номинальный ток, равный или больший номинального тока пары выходных контактов; получают каждый из множества модулей батарей путем помещения блока ячеек в корпус; и пакетируют множество модулей батарей и электрически соединяют контакты детектирования напряжения множества модулей батарей друг с другом с помощью сборной шины.