БАТАРЕЙНЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 2013 года по МПК H01M2/10 

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к батарейному модулю. В частности, настоящее изобретение относится к батарейным модулям, которые уложены в стопу друг на друга.

Уровень техники

Иногда батарейные модули располагают в виде стопы с концевыми пластинами, предусмотренными на обоих концах стопы батарейных модулей, для образования группы или комплекта батарейных модулей. Концевые пластины обычно закрепляют на каждом из четырех углов посредством крепежного элемента, который включает в себя крепежный болт и конструкцию с гайкой, так, чтобы к батарейным модулям было приложено равномерное поверхностное давление. Пример конструкции данного типа раскрыт в выложенной патентной публикации Японии No. 2007-66625.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Было обнаружено, что при использовании обычных батарейных модулей, подобных описанным выше, крепежные болты и гайки предусмотрены в виде отдельных компонентов для приложения равномерного давления. Следовательно, существует проблема, заключающаяся в том, что число компонентов и затраты будут увеличиваться.

Ввиду уровня известной технологии, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения разработан батарейный модуль, в котором равномерное поверхностное давление может быть приложено без увеличения числа компонентов.

Вышеупомянутый аспект может быть реализован посредством разработки батарейного модуля, который по существу содержит элемент аккумуляторной батареи и корпус. В корпусе размещен элемент аккумуляторной батареи. Корпус имеет первую основную поверхность, вторую основную поверхность, первый конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, и первый упруго деформируемый конструктивный элемент. Первый конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, расположен и выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность удерживания первого дополнительного батарейного модуля на первой основной поверхности. Первый упруго деформируемый конструктивный элемент расположен и сконфигурирован относительно первой основной поверхности с возможностью упругого деформирования по направлению внутрь ко второй основной поверхности при укладке первого дополнительного батарейного модуля на первую основную поверхность, в то время как первый дополнительный батарейный модуль удерживается на первой основной поверхности корпуса посредством первого конструктивного элемента, предназначенного для соединения батарейного модуля.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее рассматриваются приложенные чертежи, которые образуют часть данного первоначального описания. На чертежах:

фиг.1 - вид в перспективе одного батарейного модуля в соответствии с первым проиллюстрированным вариантом осуществления;

фиг.2 - увеличенный частичный вид в перспективе угловой части батарейного модуля, проиллюстрированного на фиг.1;

фиг.3 - продольное сечение батарейного модуля, проиллюстрированного на фиг.1, выполненное по линии III-III с фиг.1;

фиг.4 - вид в перспективе группы или комплекта батарейных модулей, включающей/включающего в себя множество батарейных модулей, проиллюстрированных на фиг.1;

фиг.5 - увеличенный вид в перспективе, показывающий соединительный конструктивный элемент между двумя соседними батарейными модулями, проиллюстрированными на фиг.1;

фиг.6 - продольное сечение части группы батарейных модулей, содержащей батарейные модули, проиллюстрированные на фиг.1, уложенные в стопу друг на друга;

фиг.7 - вид в перспективе одного батарейного модуля в соответствии с другим вариантом осуществления;

фиг.8 - увеличенный частичный вид в перспективе угловой части батарейного модуля, проиллюстрированного на фиг.7;

фиг.9 - вид в перспективе группы или комплекта батарейных модулей, включающей/включающего в себя множество батарейных модулей, проиллюстрированных на фиг.7; и

фиг.10 - продольное сечение части группы или комплекта батарейных модулей, включающей/включающего в себя множество батарейных модулей, в соответствии с еще одним проиллюстрированным вариантом осуществления в состоянии, в котором они уложены друг на друга в стопу.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Выбранные варианты осуществления далее будут описаны со ссылкой на чертежи. Для специалистов в данной области техники из данного описания будет очевидно то, что нижеприведенные описания вариантов осуществления приведены только для иллюстрации, а не в целях ограничения изобретения, определенного посредством приложенных пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.

Сначала рассматриваются фиг.1-3, на которых проиллюстрирован один батарейный модуль 1А в соответствии с первым вариантом осуществления. Фиг.1 представляет собой вид в перспективе одного батарейного модуля 1А. Фиг.2 представляет собой увеличенный частичный вид в перспективе угловой части батарейного модуля 1А, проиллюстрированного на фиг.1. Фиг.3 представляет собой продольное сечение батарейного модуля 1А, проиллюстрированного на фиг.1, выполненное по линии III-III с фиг.1.

Как видно на фиг.4, в данном варианте осуществления батарейный модуль 1А уложен в стопу вместе с дополнительными батарейными модулями 1В-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y, которые уложены в стопу друг на друга для образования группы или комплекта 1М батарейных модулей. Батарейные модули 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y имеют основные поверхности, которые перекрываются в направлении укладки батарейных модулей в стопу, как показано на фиг.4. В данном варианте осуществления группа 1М батарейных модулей включает двенадцать батарейных модулей. Однако большее или меньшее количество батарейных модулей может быть использовано для образования группы батарейных модулей так, как необходимо и/или желательно. Группа или комплект 1М батарейных модулей служит в качестве источника электропитания для приводного двигателя транспортного средства. Каждый из батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y имеет положительный вывод (например, верхний вывод на фиг.4) и отрицательный вывод (например, нижний вывод на фиг.4), которые расположены на одной краевой поверхности корпуса С между основными поверхностями корпуса С.

Батарейный модуль 1А. Каждый из остальных двенадцати батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y, показанных на фиг.4, имеет одну и ту же конструкцию. Поскольку все двенадцать батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y, показанных на фиг.4, имеют одинаковую конструкцию, батарейный модуль 1А, представляющий собой второй модуль слева на фиг.4, будет разъяснен далее в качестве типового примера всех остальных батарейных модулей 1В-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y. Кроме того, соответствующие компоненты батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y обозначены одним и тем же числом и буквой, соответствующими положению конкретного батарейного модуля. Например, батарейный модуль 1А по существу имеет корпус С, образованный из первой детали 11А корпуса и второй детали 12А корпуса, при этом вторая деталь 12А корпуса по существу симметрична по отношению к детали 11А корпуса. Таким образом, например, батарейный модуль 1Х имеет соответствующую первую деталь 11Х корпуса и вторую деталь 12Х корпуса. В некоторых случаях соответствующие компоненты остальных батарейных модулей исключены на чертежах для краткости.

Как видно на фиг.1-3, например, две детали 11А и 12А корпуса собраны вместе так, что разделительная линия между ними находится в средней части боковой поверхности корпуса С. Каждая из деталей 11А и 12А корпуса выполнена из пластичного полимерного материала. Когда две детали 11А и 12А корпуса собраны вместе, они образуют корпус С. Первая деталь 11А корпуса включает в себя первый конструктивный элемент 13А, предназначенный для соединения батарейного модуля, на каждом конце, в то время как вторая деталь 12А корпуса включает в себя второй конструктивный элемент 14А, предназначенный для соединения батарейного модуля, на каждом конце. Первый и второй конструктивные элементы 13А и 14А, предназначенные для соединения батарейного модуля, сопрягаются вместе для удерживания деталей 11А и 12А корпуса вместе в виде одного узла. В корпусе С каждого из батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y размещена одна соединенная посредством ламинирования группа 23А элементов аккумуляторной батареи, которая образована или из одного элемента аккумуляторной батареи, или из множества тонких элементов аккумуляторной батареи, которые уложены в виде стопы друг на друга в направлении толщины или укладки элементов аккумуляторной батареи так, что при этом элементы аккумуляторной батареи контактируют друг с другом в направлении укладки в стопу.

Как видно на фиг.1-3, батарейный модуль 1А имеет первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15А, образованный на первой детали 11А корпуса, и второй упруго деформируемый конструктивный элемент 16А, образованный на второй детали 12А корпуса. Предназначенный для соединения батарейного модуля, первый конструктивный элемент 13А первой детали 11А корпуса включает в себя две первые буферные части 17А (например, резиновые упоры), расположенные у противоположных углов, в то время как предназначенный для соединения батарейного модуля, второй конструктивный элемент 14А второй детали 12А корпуса включает в себя две вторые буферные части 18А (например, резиновые упоры), расположенные у противоположных углов. Как видно на фиг.6, упруго деформируемые конструктивные элементы 15А и 16А упруго деформируются при соединении батарейного модуля 1А с батарейными модулями 1Х и 1В, при этом соответствующие части из первых буферных частей 17А контактируют с соответствующими частями из вторых буферных частей 18А. В результате не требуются отдельные компоненты для укладки батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y в стопу, и равномерное поверхностное давление может быть приложено к батарейным модулям 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y за счет упругой деформации упруго деформируемых конструктивных элементов 15А и 16А.

В частности, в данном проиллюстрированном варианте осуществления первая деталь 11А корпуса имеет первый выступ 151А, множество (четыре) первых выступающих буртиков или ребер 152А, множество (четыре) первых углублений 19А. Первый выступ 151А образован как одно целое на центральной части основной поверхности первой детали 11А корпуса. Первый выступ 151А расположен на пересечении первых выступающих буртиков 152А, которые проходят от первого выступа 151А по направлению к четырем углам первой детали 11А корпуса. Как видно на фиг.3, первый выступ 151А выступает наружу от первых выступающих буртиков 152А с высотой Н1 относительно первых выступающих буртиков 152А. Наружная периферия основной поверхности первой детали 11А корпуса образована так, что она имеет такую же высоту, как первый выступающий буртик 152А. Первые углубления 19А имеют меньшую высоту по сравнению с первыми выступающими буртиками 152А. Первые углубления 19А образованы на основной поверхности так, что первые углубления 19А будут окружены наружной периферией и первыми выступающими буртиками 152А. Первый выступ 151А, первые выступающие буртики 152А и первые углубления 19А вместе образуют первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15А.

Вторая деталь 12А корпуса по существу симметрична первой детали 11А корпуса относительно разделительной линии, проходящей в середине боковой поверхности. Вторая деталь 12А корпуса также имеет второй выступ 161А, множество (четыре) вторых выступающих буртиков или ребер 162А, множество (четыре) вторых углублений 20А. Данные элементы скрыты на фиг.1 и 2, но показаны в сечении по фиг.3. Второй выступ 161А образован как одно целое на центральной части основной поверхности второй детали 12А корпуса. Второй выступ 161А расположен на пересечении вторых выступающих буртиков 162А, которые проходят от второго выступа 161А по направлению к четырем углам второй детали 12А корпуса. Как видно на фиг.3, второй выступ 161А выступает наружу от вторых выступающих буртиков 162А с высотой Н1 относительно вторых выступающих буртиков 162А. Наружная периферия основной поверхности второй детали 12А корпуса образована так, что она имеет такую же высоту, как вторые выступающие буртики 162А. Вторые углубления 20А имеют меньшую высоту по сравнению со вторыми выступающими буртиками 162А. Вторые углубления 20А образованы на основной поверхности так, что вторые углубления 20А будут окружены наружной периферией и вторыми выступающими буртиками 162А. Второй выступ 161А, вторые выступающие буртики 162А и вторые углубления 20А вместе образуют второй упруго деформируемый конструктивный элемент 16А.

Когда батарейные модули 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y уложены в стопу друг на друга, как показано на фиг.4, первый выступ 151А первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А, образованного на основной поверхности первой детали 11А корпуса, упирается во второй выступ 161Х второго упруго деформируемого конструктивного элемента 16Х, предусмотренного на основной поверхности второй детали 12Х корпуса батарейного модуля 1Х, который расположен с передней стороны батарейного модуля 1А. Первые углубления 19А функционируют во взаимодействии с первыми буферными частями 17А и вторые углубления 20Х функционируют во взаимодействии со вторыми буферными частями 18Х для образования пространств S, служащих в качестве каналов для прохода охлаждающего воздуха, как видно на фиг.6. Первые выступающие буртики 152А, проходящие по направлению к четырем углам от первого выступа 151А, служат в качестве жестких «балок» первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А. Первые выступающие буртики 152А обеспечивают возможность приложения равномерного поверхностного давления к одной группе 23А соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, когда вся основная поверхность подвергается упругому деформированию. При данной конструкции, которая будет разъяснена позднее более подробно, вся стопа батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y упруго деформируется, как показано на фиг.6. За счет приложения давления к группе 23А элементов аккумуляторной батареи, размещенной внутри группы 1М модулей, могут быть получены стабильные рабочие характеристики зарядки/разрядки.

Аналогичным образом, когда батарейные модули 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y уложены в стопу друг на друга, как показано на фиг.4, второй выступ 161А второго упруго деформируемого конструктивного элемента 16А, предусмотренного на противоположной основной поверхности, не видимой на фиг.1, упирается в первый выступ 151В первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15В, образованного на основной поверхности батарейного модуля 1В, который расположен с противоположной стороны батарейного модуля 1А. Вторые выступающие буртики 162А, проходящие по направлению к четырем углам от второго выступа 161А, служат в качестве жестко закрепленных «балок» второго упруго деформируемого конструктивного элемента 16А и обеспечивают возможность приложения равномерного поверхностного давления к группе 23А элементов аккумуляторной батареи, когда вся основная поверхность подвергается упругому деформированию. При такой конструкции вся стопа батарейных модулей упруго деформируется, как показано на фиг.6 (батарейный модуль 1В исключен на фиг.6). За счет приложения давления к группе 23А элементов аккумуляторной батареи, размещенной внутри, могут быть получены стабильные рабочие характеристики зарядки/разрядки.

Как показано на фиг.4, батарейные модули 1Х и 1Y расположены в концевых частях группы 1М батарейных модулей, и концевая пластина или другое жесткое тело предусмотрено на каждом из обоих концов. Первая концевая пластина предусмотрена на конце группы 1М батарейных модулей (показанном на переднем плане на фиг.4) так, что она упирается в первый выступ 151Х первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15Х батарейного модуля 1Х. Аналогичным образом, вторая концевая пластина предусмотрена на противоположном конце группы 1М батарейных модулей так, что она упирается во второй выступ 161Y второго упруго деформируемого конструктивного элемента 16Y батарейного модуля 1Y. В результате вся группа подвергается упругому деформированию, как показано на фиг.6. За счет приложения давления к группе 23А элементов аккумуляторной батареи, размещенной внутри каждого из батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y, могут быть получены стабильные рабочие характеристики зарядки/разрядки. Тем не менее, поскольку эффект от приложения давления достигается, когда любой один из первого и второго упруго деформируемых конструктивных элементов деформируется, может быть приемлемым исключение концевых пластин из обоих концов группы 1М батарейных модулей, так что первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15Х батарейного модуля 1Х и второй упруго деформируемый конструктивный элемент 16Y батарейного модуля 1Y не будут подвергаться упругой деформации. Также допустимо совершенно исключить первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15Х и второй упруго деформируемый конструктивный элемент 16Y.

Как показано на увеличенном виде по фиг.5, первый конструктивный элемент 13В, предназначенный для соединения батарейного модуля, включает в себя первый соединительный принимающий элемент 131В, в то время как второй конструктивный элемент 14А предназначенный для соединения батарейного модуля, включает в себя второй соединительный выступ 141А. Соединительный выступ 141А образован на каждом из четырех углов детали 12А корпуса (соединительный выступ 141А скрыт на фиг.1 и частично скрыт на фиг.2). Соединительный принимающий элемент 131В образован на каждом из четырех углов детали 11В корпуса. Соединительные выступы 141А выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность введения их посредством одного нажатия в контактное взаимодействие с соединительными принимающими элементами 131В соседнего батарейного модуля 1В при укладке батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y в стопу, как показано на фиг.4, так, что батарейный модуль 1А будет присоединен к соседнему батарейному модулю 1В. Каждый из соединительных выступов 141А имеет часть с формой шпонки, образованную на его заостренном конце. Часть с формой шпонки выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность ее контактного взаимодействия с углублением с формой шпоночного паза, образованным в соответствующем одном из соединительных принимающих элементов 131В батарейного модуля 1В так, что соединительные выступы 141А и соединительные принимающие элементы 131В будут соединяться вместе. В проиллюстрированном варианте осуществления первые соединительные принимающие элементы и первые буферные части можно вместе назвать первым конструктивным элементом, предназначенным для соединения батарейного модуля, и вторые соединительные принимающие элементы и вторые буферные части можно вместе назвать вторым конструктивным элементом, предназначенным для соединения батарейного модуля, для каждого из соответствующих батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y.

Между тем, когда батарейные модули 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y уложены в стопу друг на друга, как показано на фиг.4, соединительные принимающие элементы 131А в четырех углах детали 11А корпуса входят в контактное взаимодействие с соответствующими соединительными выступами соседнего батарейного модуля 1Х (имеющими такую же форму, как соединительный выступ 141А батарейного модуля 1А, показанный на фиг.5), так, что батарейный модуль 1А и батарейный модуль 1Х будут соединены вместе.

Соединительные принимающие элементы 131А имеют такую же форму, как соединительный принимающий элемент 131В батарейного модуля 1В, показанный на фиг.5. Одним словом, соединительные принимающие элементы 131А образованы в четырех угловых частях расположенных со стороны переднего плана, основных поверхностей батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y, и соединительные выступы 141А образованы в четырех угловых частях расположенных с противоположной стороны, основных поверхностей тех же самых батарейных модулей 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y, так что соединительные принимающие элементы 131 и соответствующие соединительные выступы 141, образованные на противоположных основных поверхностях соседних батарейных модулей, могут входить в контактное взаимодействие друг с другом и, тем самым, обеспечивать соединение соседних батарейных модулей вместе в четырех углах.

Как видно на фиг.1, первые буферные части 17А образованы на двух коротких сторонах расположенной со стороны переднего плана, основной поверхности батарейного модуля 1А. Как видно на фиг.3, первые буферные части 17А выступают наружу на высоту Н2 от основной поверхности детали 11А корпуса. Размер Н2 по высоте первой буферной части 17А меньше размера Н1 по высоте первого выступа 151А (то есть Н2 < Н1). Первая буферная часть 17А выполнена из гибкого материала (например, из эластомерного материала - резины или эластомера), который имеет более низкий модуль упругости (является более эластичным) по сравнению с пластичным полимерным материалом детали 11А корпуса. Таким образом, гибкий материал первой буферной части 17А представляет собой сравнительно мягкий материал с низкой поверхностной твердостью (низкой жесткостью) по сравнению с пластичным полимерным материалом детали 11А корпуса. Другими словами, первые буферные части 17А образованы из более упругого материала по сравнению с материалом, образующим первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15А. Первые буферные части 17А могут быть образованы как одно целое с деталью 11А корпуса посредством использования, например, способа двухкомпонентного формования при использовании пластичного полимерного материала, образующего деталь 11А корпуса, и резины или эластомера, образующего первую буферную часть 17А.

Во время укладки батарейных модулей 1А и 1Х друг на друга в стопу первый и второй выступы 151А и 161Х на противоположных основных поверхностях корпусов С батарейных модулей 1А и 1Х будут сначала входить в контакт друг с другом до того, как первые и вторые буферные части 17А и 18Х войдут в контакт друг с другом. Таким образом, дальнейшее перемещение корпусов С батарейных модулей 1А и 1Х вместе вызовет упругое деформирование противоположных основных поверхностей корпусов С батарейных модулей 1А и 1Х внутрь по направлению к группам элементов аккумуляторной батареи. Как только первые и вторые буферные части 17А и 18Х войдут в контакт друг с другом, первые и вторые буферные части 17А и 18Х начнут сжиматься до того, как будет достигнуто полное сопряжение (соединение) соединительных выступов детали 11А корпуса с соединительными принимающими элементами детали 12Х корпуса. Соответственно, первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15А детали 11А корпуса не будет сжиматься во время укладки в стопу и соединения батарейных модулей 1А и 1Х, а, скорее, основная поверхность детали 11А корпуса будет изгибаться (упруго деформироваться) внутрь по направлению к группе 23А элементов аккумуляторной батареи. Тем не менее, суммарное усилие, вызывающее сжатие буферных частей 17А, будет больше суммарного усилия, необходимого для деформирования первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А, так что первые и вторые буферные части 17А и 18Х обеспечивают приложение усилия для прочного удерживания соединительных выступов детали 11А корпуса в контакте с соединительными принимающими элементами детали 12Х корпуса.

Когда соединительный принимающий элемент 131А батарейного модуля 1А будет введен в контактное взаимодействие с соединительным выступом батарейного модуля 1Х так, что батарейный модуль 1А и батарейный модуль 1Х будут соединены вместе, первая буферная часть 17А будет упираться в противоположную вторую буферную часть 18Х, образованную на батарейном модуле 1Х, как показано на фиг.6, и, когда возникает упругая деформация, пространства S образуются между основной поверхностью детали 11А корпуса батарейного модуля 1А и основной поверхностью детали 12Х корпуса батарейного модуля 1Х.

В результате охлаждающий воздух, вдуваемый из внешнего охлаждающего устройства, может проходить через пространства S между батарейными модулями 1А и 1Х, и эффективность охлаждения батарейных модулей 1А и 1Х может быть повышена. Одновременно сила упругости, создаваемая первой буферной частью 17А, обеспечивает упрочнение соединения между соединительными выступами и соединительными принимающими элементами и гарантирует упругую деформацию первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А.

Для образования пространств S для охлаждающего воздуха в данном варианте осуществления высоты Н2 первых и вторых буферных частей 17А и 18Х заданы меньшими по сравнению с высотами Н1 первых и вторых выступов 151А и 161Х. Таким образом, во время укладки батарейных модулей 1А и 1Х в стопу противоположные основные поверхности корпусов С батарейных модулей 1А и 1Х деформируются внутрь по направлению к группам элементов аккумуляторной батареи, в то время как первые и вторые буферные части 17А и 18Х обеспечивают удерживание краев основной поверхности корпуса С батарейного модуля 1А на некотором расстоянии от краев основной поверхности корпуса С батарейного модуля 1Х. Кроме того, первая буферная часть 17А обладает большей эластичностью по сравнению с эластичностью первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А. Если эластичность первой буферной части 17А будет значительно меньше эластичности первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А, то пространства S для охлаждающего воздуха могут быть получены надежным образом, и соединение между соединительным выступом и соединительным принимающим элементом батарейных модулей 1А и 1Х упрочняется. Кроме того, если может быть гарантирована упругая деформация первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А, то высота Н2 первых буферных частей 17А в альтернативном варианте может быть задана такой же или большей, чем высота Н1 первого выступа 151А.

Несмотря на то что в данном варианте осуществления первые буферные части 17А выполнены с такой конфигурацией, что они проходят непрерывно на обеих коротких сторонах детали 11А корпуса, допустимо, чтобы первые буферные части 17А были выполнены как рассредоточенные (прерывистые) части и/или были предусмотрены на обеих длинных сторонах при условии, что обеспечивается возможность образования пространств S для охлаждающего воздуха.

Несмотря на то что вторые буферные части 18А скрыты на фиг.1 и 2, вторые буферные части 18А образованы на обеих коротких сторонах основной поверхности детали 12А корпуса с другой стороны батарейного модуля 1А. Вторые буферные части 18А выполнены с такой конфигурацией, что они выступают наружу от основной поверхности на высоту Н2. Размер Н2 по высоте вторых буферных частей 18А меньше размера Н1 по высоте второго выступа 161А (то есть Н2 < Н1). Таким образом, конструкция и деформация вторых буферных частей 18А такие же, как конструкция и деформация первых буферных частей 17А.

Как упомянуто выше, батарейные модули 1В-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y имеют такую же конструкцию, как батарейный модуль 1А по фиг.1. Батарейные модули 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y уложены все в стопу друг на друга, как показано на фиг.4 и 6, так, что соединительные выступы и соединительные принимающие элементы, предусмотренные на противоположных основных поверхностях соседних батарейных модулей 1В-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y, будут входить в контактное взаимодействие друг с другом, как показано на фиг.5. Таким образом, формируется группа 1М батарейных модулей. В нижеприведенном разъяснении ссылочные буквы будут опущены, и только ссылочные числа/номера будут использованы для обозначения компонентов батарейных модулей, если не будет необходимости указывать компонент конкретного батарейного модуля.

Соединительные выступы 141 и соединительные принимающие элементы 131, выполненные в четырех угловых частях основных поверхностей батарейных модулей 1, выполнены с такой конфигурацией, что они могут быть введены в контактное взаимодействие друг с другом посредством одной операции соединения. В результате отдельные компоненты могут быть исключены, и может быть достигнут эффект уменьшения затрат благодаря уменьшенному числу компонентов. Поскольку первые буферные части 17 одного батарейного модуля 1 касаются вторых буферных частей 18 соседнего батарейного модуля 1 и буферные части 17А и 18А прижимаются друг к другу так, что существует сила отталкивания, контактное взаимодействие между соединительным выступом 141 и соединительным принимающим элементом 131 дополнительно усиливается, и может быть предотвращено смещение батарейных модулей 1 друг от друга, вызываемое вибрациями, когда группа 1М батарейных модулей смонтирована в транспортном средстве.

Когда четыре угла основных поверхностей батарейных модулей 1 будут введены во взаимодействие друг с другом через посредство соединительных выступов 141 и соединительных принимающих элементов 131, первый выступ 151 батарейного модуля 1 будет входить в контакт со вторым выступом 161 другого батарейного модуля 1, как показано на фиг.6, и выступы 151 и 161 будут прижиматься друг к другу так, что будет существовать сила отталкивания. В результате первые упруго деформируемые конструктивные элементы 15 и вторые упруго деформируемые конструктивные элементы 16 будут упруго деформироваться в направлении стрелок, показанных на фиг.6, вследствие упругих свойств деталей 11 и 12 корпуса, и поверхностное давление будет приложено к одной группе 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, хранящейся внутри корпуса С.

Первые выступающие буртики 152 проходят наружу от первого выступа 151 по направлению к наружной периферии корпуса С, и вторые выступающие буртики 162 выполнены с такой конфигурацией, что они проходят в радиальном направлении наружу от второго выступа 162. Следовательно, первые и вторые выступающие буртики 152 и 162 обеспечивают эффект жесткой балки, так что равномерное поверхностное давление будет приложено к одной группе 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи.

Кроме того, поскольку первые буферные части 17 и вторые буферные части 18 обеспечивают образование пространств S между противоположными основными поверхностями соседних батарейных модулей 1, можно обеспечить вдувание охлаждающего воздуха, подаваемого из охлаждающего устройства (непоказанного), через пространства S, так что одна группа 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи может быть охлаждена. Поскольку углубления 19 и 20 образованы на участках основных поверхностей деталей 11 корпусов, которые контактируют с одной группой 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, пространства S могут быть образованы с бульшим размером при одновременном уменьшении толщины основных поверхностей/сторон, контактирующих с одной группой 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, в результате чего усиливается эффект охлаждения охлаждающим воздухом.

Далее, со ссылкой на фиг.7-9 будет разъяснен батарейный модуль в соответствии со вторым вариантом осуществления. Ввиду схожести первого и второго вариантов осуществления, компонентам второго варианта осуществления, которые идентичны компонентам первого варианта осуществления, будут даны те же ссылочные позиции, что и компонентам первого варианта осуществления. Кроме того, описания компонентов второго варианта осуществления, которые идентичны компонентам первого варианта осуществления, могут быть опущены для краткости. Фиг.7 представляет собой вид в перспективе одного батарейного модуля в соответствии со вторым вариантом осуществления. Фиг.8 представляет собой увеличенный частичный вид в перспективе угловой части батарейного модуля, проиллюстрированного на фиг.7. Фиг.9 представляет собой вид в перспективе группы батарейных модулей, включающей в себя множество батарейных модулей, проиллюстрированных на фиг.7.

Как форма первых выступающих буртиков или ребер 152А первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А, так и форма первых углублений 19А в данном варианте осуществления отличаются от батарейного модуля 1А по предшествующему варианту осуществления. В данном варианте осуществления первые выступающие буртики 152А включают два буртика, простирающиеся по направлению к длинным сторонам от первого выступа 151А. Первые углубления 19А являются прямоугольными и расположены слева и справа от первых выступающих буртиков 152А.

Данный вариант осуществления также отличается от предшествующего варианта осуществления тем, что первые выступающие элементы 21А для направления потока, имеющие меньшую высоту по сравнению с первым выступом 151А, образованы с регулярным расположением на всей протяженности каждого из первых углублений 19А. Деталь 12А корпуса с другой стороны батарейного модуля 1А имеет такую же конструкцию и включает в себя второй выступ, вторые выступающие буртики, вторые углубления и вторые выступающие элементы для направления потока, имеющие меньшую высоту по сравнению со вторым выступом. В других отношениях составляющие элементы такие же, как в первом варианте осуществления, и их разъяснения заимствованы из первого варианта осуществления.

Аналогично первому варианту осуществления, батарейные модули 1В-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y данного второго варианта осуществления такие же, как батарейный модуль 1А по данному второму варианту осуществления. Батарейные модули 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y по данному второму варианту осуществления уложены в стопу друг на друга, как показано на фиг.9, так, что соединительные выступы 141 и соединительные принимающие элементы 131, выполненные на противоположных основных поверхностях соседних батарейных модулей 1, входят в контактное взаимодействие друг с другом, как показано на фиг.5. Таким образом, формируется группа 1М батарейных модулей.

Соединительные выступы 141 и соединительные принимающие элементы 131, выполненные в четырех угловых частях основных поверхностей батарейных модулей 1, выполнены с такой конфигурацией, что они могут быть введены в контактное взаимодействие друг с другом посредством одной операции соединения. В результате отдельные компоненты могут быть исключены, и может быть достигнут эффект уменьшения затрат благодаря уменьшенному числу компонентов.

Поскольку первые буферные части 17 одного батарейного модуля 1 по данному второму варианту осуществления касаются вторых буферных частей 18 соседнего батарейного модуля 1 по данному второму варианту осуществления и буферные части 17А и 18А прижимаются друг к другу так, что существует сила отталкивания, контактное взаимодействие между соединительным выступом 141 и соединительным принимающим элементом 131 дополнительно усиливается, и может быть предотвращено смещение батарейных модулей друг от друга, вызываемое вибрациями, когда группа 1М батарейных модулей смонтирована в транспортном средстве.

Когда четыре угла основных поверхностей батарейных модулей 1 по данному второму варианту осуществления будут введены во взаимодействие друг с другом посредством соединительных выступов 141 и соединительных принимающих элементов 131, первый выступ 151 батарейного модуля 1 будет входить в контакт со вторым выступом 161 другого батарейного модуля 1 (как показано на фиг.6, относящейся к первому варианту осуществления), и выступы 151 и 161 будут прижиматься друг к другу так, что будет существовать сила отталкивания. В результате первые упруго деформируемые конструктивные элементы 15 и вторые упруго деформируемые конструктивные элементы 16 будут упруго деформироваться в направлении стрелок, показанных на фиг.6, вследствие упругих свойств деталей 11 и 12 корпуса по второму варианту осуществления, и поверхностное давление будет приложено к одной группе 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, хранящейся внутри корпуса С согласно второму варианту осуществления.

Первые выступающие буртики 152 согласно второму варианту осуществления проходят в радиальном направлении наружу от первого выступа 151, и вторые выступающие буртики согласно второму варианту осуществления проходят в радиальном направлении наружу от второго выступа. Следовательно, первые и вторые выступающие буртики 152 и 162 обеспечивают эффект жесткой балки, так что равномерное поверхностное давление будет приложено к одной группе 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи.

Кроме того, поскольку первые буферные части 17 и вторые буферные части 18 обеспечивают образование пространств S между противоположными основными поверхностями соседних батарейных модулей 1, можно обеспечить вдувание охлаждающего воздуха, подаваемого из охлаждающего устройства (непоказанного), через пространства S, так что одна группа 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи может быть охлаждена.

Поскольку углубления 19 и 20 образованы на участках основных поверхностей деталей 11 корпусов, которые контактируют с одной группой 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, пространства S могут быть образованы с бульшим размером при одновременном уменьшении толщины основных поверхностей/сторон, контактирующих с одной группой 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, в результате чего усиливается эффект охлаждения охлаждающим воздухом.

Во втором варианте осуществления первые выступающие элементы 21 для направления потока и вторые выступающие элементы 22 для направления потока выступают в пространства S так, что они будут обращены друг к другу. Охлаждающий воздух, введенный в пространства S, «сталкивается» с первыми выступающими элементами 21 для направления потока и вторыми выступающими элементами 22 для направления потока так, что поток будет проходить по зигзагообразным траекториям. В результате площадь поверхности, с которой контактирует охлаждающий воздух, увеличивается, и охлаждающий эффект усиливается.

Далее со ссылкой на фиг.10 будет разъяснен батарейный модуль в соответствии с третьим вариантом осуществления. Ввиду схожести предшествующих вариантов осуществления и данного третьего варианта осуществления, компонентам третьего варианта осуществления, которые идентичны компонентам предшествующих вариантов осуществления, будут даны те же ссылочные позиции, что и компонентам предшествующих вариантов осуществления. Кроме того, описания компонентов третьего варианта осуществления, которые идентичны компонентам предшествующих вариантов осуществления, могут быть опущены для краткости. Фиг.10 представляет собой продольное сечение части группы батарейных модулей, включающей в себя множество батарейных модулей, в соответствии с третьим проиллюстрированным вариантом осуществления в состоянии, в котором они уложены друг на друга.

Батарейный модуль 1А в данном третьем варианте осуществления отличается от предшествующих вариантов осуществления тем, что второй упруго деформируемый конструктивный элемент 16А имеет углубление 161'А для приема выступа вместо второго выступа 161А, и первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15А имеет первый выступ 151'А, который выполнен достаточно длинным для обеспечения возможности его вставки в углубление 161'Х для приема выступа, выполненное во втором упруго деформируемом конструктивном элементе 16Х соседнего батарейного модуля 1Х. Таким образом, когда батарейный модуль 1А и соседний батарейный модуль 1Х уложены вместе в стопу в данном третьем варианте осуществления, заостренный конец первого выступа 151'А первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15А входит в предназначенное для приема выступа углубление 161'Х второго упруго деформируемого конструктивного элемента 16Х батарейного модуля 1Х и обеспечивает приложение толкающего усилия к поверхности предназначенного для приема выступа углубления 161'Х. Аналогичным образом, когда батарейный модуль 1А и соседний батарейный модуль 1В уложены вместе в стопу в данном третьем варианте осуществления, третье углубление 161'А второй упругой деформируемой части 16А батарейного модуля 1А входит во взаимодействие с заостренным концом первого выступа 151'В первого упруго деформируемого конструктивного элемента 15В батарейного модуля 1В и воспринимает толкающее усилие от первого выступа 151'В. В других отношениях составляющие элементы такие же, как в первом варианте осуществления. Разъяснения в отношении элементов, одинаковых в первом и третьем вариантах осуществления, исключены для краткости.

Аналогично первому варианту осуществления, батарейные модули 1В-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y согласно третьему варианту осуществления такие же, как батарейный модуль 1А согласно третьему варианту осуществления. Батарейные модули 1А-1H, 1J, 1K, 1X и 1Y согласно третьему варианту осуществления уложены в стопу друг на друга, как показано на фиг.9, так, что соединительные выступы 141 и соединительные принимающие элементы 131, выполненные на противоположных основных поверхностях соседних батарейных модулей 1, входят в контактное взаимодействие друг с другом, как показано на фиг.5. Таким образом, формируется группа 1М батарейных модулей.

Когда четыре угла основных поверхностей батарейных модулей 1 будут введены во взаимодействие друг с другом через посредство соединительных выступов 141 и соединительных принимающих элементов 131, первый выступ 151' одного батарейного модуля 1 будет входить в предназначенное для приема выступа углубление 161' другого батарейного модуля 1 (как показано на фиг.10, относящейся к первому варианту осуществления), и первые выступы 151' и предназначенные для приема выступов углубления 161' будут прижиматься друг к другу так, что будет существовать сила отталкивания. В результате первый упруго деформируемый конструктивный элемент 15 и второй упруго деформируемый конструктивный элемент 16 будут упруго деформироваться в направлении стрелок, показанных на том же чертеже, вследствие упругих свойств деталей 11 и 12 корпуса, и поверхностное давление будет приложено к одной группе 23 соединенных путем ламинирования элементов аккумуляторной батареи, хранящейся внутри.

Взаимодействие первого выступа 151' одного батарейного модуля 1 с предназначенным для приема выступа углублением 161' другого соседнего батарейного модуля 1 обеспечивает фиксацию местоположений двух соседних батарейных модулей 1 друг относительно друга и обеспечивает возможность подавления смещения отдельных батарейных модулей, образующих уложенную в стопу группу.

Несмотря на то что только выбранные варианты осуществления были выбраны для иллюстрации настоящего изобретения, специалистам в данной области техники из данного описания будет очевидно, что в них могут быть выполнены различные изменения и модификации без отхода от объема изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения. Например, размер, форма, местоположение или ориентация различных компонентов могут быть изменены так, как необходимо и/или желательно. Компоненты, которые показаны непосредственно соединенными или контактирующими друг с другом, могут иметь промежуточные конструктивные элементы, расположенные между ними. Функции одного элемента могут быть выполнены двумя элементами и наоборот. Конструктивные элементы и функции одного варианта осуществления могут быть приняты в другом варианте осуществления. Необязательно, чтобы все преимущества были свойственны конкретному варианту осуществления одновременно. Каждый признак, который отличается от предшествующего уровня техники, по отдельности или в сочетании с другими признаками, также следует рассматривать как отдельное описание дополнительных вариантов осуществления изобретения заявителем, включая идеи, относящиеся к конструкции и/или функциям и реализованные посредством подобного(-ых) признака(-ов). Таким образом, вышеприведенные описания вариантов осуществления согласно настоящему изобретению представлены только для иллюстрации, а не в целях ограничения изобретения, определенного посредством приложенных пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.

Батарейный модуль (1А) предусмотрен с элементом аккумуляторной батареи и корпусом (С). В корпусе (С) размещен элемент (23) аккумуляторной батареи. Корпус (С) имеет первую основную поверхность, вторую основную поверхность, включает в себя первый конструктивный элемент (13А), предназначенный для соединения батарейного модуля, и первый упруго деформируемый конструктивный элемент (15А). Первый конструктивный элемент (13А), предназначенный для соединения батарейного модуля, расположен и выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность удерживания первого дополнительного батарейного модуля (1X) на первой основной поверхности. Первый упруго деформируемый конструктивный элемент (15А) расположен и сконфигурирован относительно первой основной поверхности с возможностью упругого деформирования по направлению внутрь ко второй основной поверхности при укладке первого дополнительного батарейного модуля (1X) на первую основную поверхность, в то время как первый дополнительный батарейный модуль (IX) удерживается на первой основной поверхности корпуса (С) посредством первого конструктивного элемента (13А), предназначенного для соединения батарейного модуля. Увеличение равномерности поверхностного давления на аккумуляторные батареи, размещенные в корпусе, является техническим результатом изобретения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Батарейный модуль, содержащий:
элемент аккумуляторной батареи; и
корпус, в котором размещен элемент аккумуляторной батареи, причем корпус имеет первую основную поверхность и вторую основную поверхность и включает в себя первый конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, и первый упругодеформируемый конструктивный элемент,
при этом первый конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, расположен и выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность удерживания первого дополнительного батарейного модуля на первой основной поверхности,
причем первый упругодеформируемый конструктивный элемент расположен и конфигурирован относительно первой основной поверхности с возможностью упругого деформирования по направлению внутрь ко второй основной поверхности при укладке первого дополнительного батарейного модуля на первую основную поверхность, в то время как первый дополнительный батарейный модуль удерживается на первой основной поверхности корпуса посредством первого конструктивного элемента, предназначенного для соединения батарейного модуля.

2. Батарейный модуль по п.1, в котором корпус включает в себя второй конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, имеющий конфигурацию, комплементарную по отношению к первому конструктивному элементу, предназначенному для соединения батарейного модуля, при этом второй конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность присоединения ко второму дополнительному батарейному модулю по второй основной поверхности батарейного модуля.

3. Батарейный модуль по п.1 или 2, в котором корпус включает в себя второй упругодеформируемый конструктивный элемент, который расположен и сконфигурирован относительно второй основной поверхности с возможностью упругого деформирования по направлению внутрь к первой основной поверхности, при этом второй упругодеформируемый конструктивный элемент имеет конфигурацию, идентичную первому упругодеформируемому конструктивному элементу.

4. Батарейный модуль по п.1 или 2, в котором корпус включает в себя второй упругодеформируемый конструктивный элемент, который расположен и сконфигурирован относительно второй основной поверхности с возможностью упругого деформирования по направлению внутрь к первой основной поверхности, при этом второй упругодеформируемый конструктивный элемент имеет сопряженную конфигурацию по отношению к форме первого упругодеформируемого конструктивного элемента.

5. Батарейный модуль по п.1 или 2, в котором первый конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, включает в себя буферную часть, расположенную на первой основной поверхности так, что буферная часть расположена между первой основной поверхностью батарейного модуля и соответствующей основной поверхностью первого дополнительного батарейного модуля, в то время как первый дополнительный батарейный модуль удерживается относительно первой основной поверхности корпуса посредством первого конструктивного элемента, предназначенного для соединения батарейного модуля, причем буферная часть образована из более упругого материала по сравнению с материалом, образующим первый упругодеформируемый конструктивный элемент.

6. Батарейный модуль по п.1 или 2, в котором первый упругодеформируемый конструктивный элемент включает в себя первый выступ, выступающий наружу из первой основной поверхности в направлении укладки батарейных модулей в стопу, и первый упругодеформируемый конструктивный элемент включает в себя выступающий буртик, при этом выступающий буртик имеет меньшую максимальную высоту в направлении укладки батарейных модулей в стопу по сравнению с максимальной высотой первого выступа, причем выступающий буртик проходит вдоль первой основной поверхности от первого выступа по направлению к наружной периферии первой основной поверхности.

7. Батарейный модуль по п.4, в котором
первый упругодеформируемый конструктивный элемент включает в себя первый выступ, выступающий наружу от первой основной поверхности в направлении укладки батарейных модулей в стопу, и второй упругодеформируемый конструктивный элемент включает в себя углубление для приема выступа, имеющее конфигурацию, сопряженную по отношению к форме первого выступа.

8. Батарейный модуль по п.6, в котором первая основная поверхность имеет первое углубление, расположенное в месте, которое смещено от первого выступа и выступающего буртика.

9. Батарейный модуль по п.8, в котором первая основная поверхность включает в себя выступающий элемент для направления потока, который образован на углубленной поверхности, определяющей границы первого углубления, при этом выступающий элемент для направления потока выступает наружу из углубленной поверхности в направлении укладки батарейных модулей в стопу, и выступающий элемент для направления потока имеет меньшую максимальную высоту в направлении укладки батарейных модулей в стопу по сравнению с максимальной высотой первого выступа.

10. Батарейный модуль по п.3, в котором
первый упругодеформируемый конструктивный элемент образован из пластичного полимерного материала, предусмотренного на первой основной поверхности, а
второй упругодеформируемый конструктивный элемент образован из пластичного полимерного материала, предусмотренного на второй основной поверхности.

11. Батарейный модуль по п.5, в котором буферная часть образована из эластомерного материала.

12. Аккумуляторная батарея в сборе, включающая в себя:
первый батарейный модуль, включающий в себя первый корпус, в котором размещен первый элемент аккумуляторной батареи, при этом первый корпус имеет первую основную поверхность и вторую основную поверхность; и
второй батарейный модуль, включающий в себя второй корпус, в котором размещен второй элемент аккумуляторной батареи, причем второй корпус имеет первую основную поверхность и вторую основную поверхность,
при этом первый и второй батарейные модули уложены в стопу в направлении укладки батарейных модулей в стопу, причем первая основная поверхность первого батарейного модуля перекрывает вторую основную поверхность второго батарейного модуля,
при этом каждый из первого и второго корпусов включает в себя первый конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, второй конструктивный элемент, предназначенный для соединения батарейного модуля, первый упругодеформируемый конструктивный элемент и второй упругодеформируемый конструктивный элемент,
причем первый предназначенный для соединения батарейного модуля конструктивный элемент первого батарейного модуля введен в контактное взаимодействие со вторым предназначенным для соединения батарейного модуля конструктивным элементом второго батарейного модуля так, что первый и второй батарейные модули удерживаются вместе, при этом вторая основная поверхность второго батарейного модуля проходит по первой основной поверхности первого батарейного модуля,
причем первый упругодеформируемый конструктивный элемент первого батарейного модуля и второй упругодеформируемый элемент второго батарейного модуля контактируют друг с другом и упругодеформируются в направлении укладки батарейных модулей в стопу соответственно по направлению к первому и второму элементам аккумуляторной батареи.