МОДУЛЬ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, СОДЕРЖАЩИЙ МНОЖЕСТВО УСТРОЙСТВ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ Российский патент 2017 года по МПК H01M2/10 H01M10/653 

Объектом изобретения является модуль накопления энергии, содержащий множество устройств накопления энергии.

Как правило, такой модуль содержит множество расположенных рядом друг с другом устройств накопления энергии и жесткий кожух, окружающий устройства накопления энергии. Каждое устройство содержит по меньшей мере одну боковую стенку, закрытую на каждом конце торцевой поверхностью, при этом устройства накопления попарно электрически соединены проводящими перемычками, расположенными по меньшей мере на одной торцевой поверхности каждого устройства. Таким образом, устройства электрически соединены между собой последовательно. Перемычки расположены, в частности, таким образом, чтобы первая перемычка соединяла первую торцевую поверхность по меньшей мере одного заданного устройства с торцевой поверхностью первого смежного устройства, а вторая перемычка соединяла вторую поверхность заданного устройства с торцевой поверхностью второго смежного устройства. Все устройства соединены, таким образом, электрически, за исключением двух устройств, которые соединены соответственно только с одним смежным устройством, с одной стороны, и с выходной клеммой (электрически положительной или отрицательной) модуля, с другой стороны.

Поскольку устройства соединены последовательно и, следовательно, не находится под тем же потенциалом, что смежные устройства (за исключением торцевых поверхностей, соединенных между собой проводящей перемычкой), необходимо изолировать их электрически друг от друга. Для этого, как известно, используют изоляционную пластину, расположенную на дне модуля таким образом, чтобы проходить рядом с внутренней стороной стенки кожуха. Как правило, эту изоляционную пластину выполняют из теплопроводящего и электроизоляционного материала, и она имеет полость для каждого устройства, при этом полости разделены распорками, позволяющими избегать любого контакта между смежными устройствами.

Как правило, такую пластину выполняют из ЭПДМ (этилен-пропилен-диен-мономер (EPDM)), который является достаточно дорогим, но единственным материалом, который позволяет обеспечивать достаточную изоляцию. Придание формы этому материалу тоже является дорогим, в частности, поскольку его выполнение требует пластины большой толщины. Следовательно, ведутся поиски снижения расходов по изготовлению, связанных с модулем и, в частности, с функцией его изоляции.

Изобретение позволяет достичь вышеупомянутого результата, то есть создать модуль накопления энергии, который одновременно является эффективным с точки зрения электрической изоляции, а также менее дорогим, чем известные модули.

В связи с этим объектом изобретения является модуль накопления энергии, содержащий множество расположенных рядом друг с другом устройств накопления энергии и жесткий кожух, окружающий устройства накопления энергии, при этом каждое устройство содержит по меньшей мере одну боковую стенку, закрытую на каждом конце торцевой поверхностью, причем устройства накопления попарно электрически соединены проводящими перемычками, расположенными по меньшей мере на одной торцевой поверхности каждого устройства, при этом перемычки расположены таким образом, чтобы первая перемычка соединяла первую торцевую поверхность по меньшей мере одного заданного устройства с торцевой поверхностью первого смежного устройства, а вторая перемычка соединяла вторую поверхность заданного устройства с торцевой поверхностью второго смежного устройства. Модуль содержит также по меньшей мере один электроизоляционный элемент, выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно и бортик, проходящий в основном перпендикулярно к дну и окружающий это дно, при этом каждый электроизоляционный элемент связан с перемычкой и надет на соединенные перемычкой торцевые поверхности двух смежных устройств таким образом, что дно расположено параллельно торцевым поверхностям, а бортик проходит вдоль боковых стенок двух устройств, перекрывая их на по меньшей мере части их высоты.

Таким образом, торцевые поверхности, образующие клеммы устройств, находящихся под заданным потенциалом, изолированы от других устройств с другими потенциалами электроизоляционным элементом за счет присутствия распорки из электроизоляционного материала, образованной бортиком элемента, между смежными устройствами с не одинаковым потенциалом. Элемент изолирует также устройства от жесткого кожуха при помощи своего дна.

Это позволяет отказаться от вышеупомянутой изоляционной пластины или сохранить ее из соображений теплопроводности, но намного ее при этом упростив, поскольку толщина указанной пластины и ее форма больше не должны отвечать таким же условиям, как в известном решении, благодаря наличию электроизоляционных элементов. Следовательно, расходы по изготовлению, связанные с этой пластиной, исключены или, по крайней мере, значительно сокращены, и стоимость электроизоляционных элементов, которые можно изготовить из более дешевого материала, ниже расходов, связанных с изоляционной пластиной. Действительно, поскольку электроизоляционный элемент окружает только два устройства, он имеет простую конструкцию и является недорогим в изготовлении.

Кроме того, благодаря бортику электроизоляционного элемента, этот элемент образует лоток, в котором могут собираться жидкости. Таким образом, в случае неисправности устройства накопления энергии, которая влечет за собой утечку электролита, электролит удерживается в элементе в виде лотка и не приводит к утечке тока наружу периметра, ограниченного элементом. Следовательно, это не приводит к короткому замыканию и повышает за счет этого безопасность модуля.

Модуль в соответствии с изобретением может также иметь один или несколько следующих отличительных признаков:

- модуль содержит по меньшей мере одно устройство, соединенное на одной из своих торцевых поверхностей с выходной клеммой модуля через выходной соединитель, при этом модуль дополнительно содержит по меньшей мере один дополнительный электроизоляционный элемент, связанный с выходным соединителем, выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно и бортик, проходящий в основном перпендикулярно к дну и окружающий это дно, при этом дополнительный электроизоляционный элемент надет на торцевую поверхность устройства, соединенную с выходной клеммой, таким образом, что дно расположено параллельно указанной торцевой поверхности, а бортик проходит вдоль боковой стенки устройства, перекрывая ее на по меньшей мере части ее высоты. Устройства, находящиеся на концах последовательного соединения, электрически соединенные, таким образом, соответственно с клеммами модуля, соединены с другим модулем только на одной из своих торцевых поверхностей. Вместе с тем, торцевая поверхность, соединенная с выходной клеммой все же изолирована от других устройств и от кожуха при помощи электроизоляционного элемента, который имеет немного другую форму.

- в частности, выходной соединитель имеет L-образную форму, при этом первая стенка соединителя проходит вдоль торцевой поверхности устройства, а на второй перпендикулярной стенке выполнена выходная клемма, при этом дополнительный электроизоляционный элемент выполнен таким образом, что окружает устройство и выходной соединитель, при этом его бортик проходит вдоль боковой стенки устройства и вдоль второй стенки соединителя,

- в этом случае бортик дополнительного электроизоляционного элемента предпочтительно выполнен таким образом, что не перекрывает выходную клемму, что позволяет легче соединить ее с окружением,

- модуль содержит общее число изоляционных элементов, превышающее половину числа устройств накопления модуля, в частности равное числу устройств модуля, увеличенному на 1. В первом случае можно как минимум изолировать все устройства друг от друга и максимально ограничить стоимость изготовления. При этом изоляцию относительно кожуха по меньшей мере частично осуществляет другой элемент модуля, в частности упомянутая выше изоляционная пластина. Во втором случае электроизоляционный элемент связан с каждой из перемычек и с каждым из соединителей, что позволяет максимально повысить безопасность в модуле и придать электроизоляционным элементам также функцию изоляции устройств по отношению к кожуху.

- изоляционный элемент или по меньшей мере один из изоляционных элементов, предпочтительно каждый изоляционный элемент, выполнен из пластического материала, в частности из термопластического материала, такого как полипропилен. Действительно, изолирующие свойства и способность к деформации такого материала делают его идеальным для выполнения элемента. В частности, его можно изготовить путем горячей штамповки, которая является простым и недорогим способом.

- между перемычкой или выходным соединителем и соответствующим электроизоляционным элементом располагают пластину, выполненную из теплоизоляционного материала, в частности из ЭПДМ. Этот вариант выполнения представляет особый интерес. Действительно, с одной стороны, даже если использовать пластину, позволяющую улучшить изоляцию, количество материала используемой изоляционной пластины и, следовательно, расходы по изготовлению являются ограниченными. С другой стороны, это позволяет избегать выпадения крошек, связанного с частичными разрядами устройства накопления в элемент по причине пустого пространства, которое может оставаться между ними. Действительно, поскольку электроизоляционный элемент является жестким, то, как правило, он не может идеально следовать форме устройств, тогда как изоляционная пластина, которая обычно является более гибкой, может это делать очень легко. Таким образом, было установлено, что такая архитектура модуля позволяет избегать выпадения крошек в модуле. В альтернативном варианте, как было указано, между электроизоляционным элементом и кожухом можно установить пластину.

- по меньшей мере одно устройство содержит трубчатый элемент, содержащий боковую стенку или боковые стенки и открытый по меньшей мере на одном из своих концов, и крышку, образующую торцевую поверхность устройства и выполненную с возможностью закрывания конца или одного конца трубчатого элемента. В частности, но не исключительно трубчатый элемент имеет круглое сечение.

- в этом случае предпочтительно крышка содержит стенку, образующую торцевую поверхность, и юбку, окружающую указанную стенку и окружающую боковую стенку или боковые стенки трубчатого элемента. Бортик электроизоляционного элемента имеет при этом высоту, превышающую или равную высоте юбки крышки устройства. Действительно, перекрывая только юбку крышки, которая имеет диаметр, превышающий диаметр остальной части устройства, можно гарантировать, что смежные устройства не войдут друг с другом в контакт. В любом случае бортик перекрывает устройство на участке, предпочтительно меньшем 20% его высоты, для обеспечения хорошей изоляции и одновременно позволяет минимизировать расходы по изготовлению электроизоляционных элементов.

Объектом изобретения является также способ изготовления модуля накопления энергии, содержащего множество расположенных рядом друг с другом устройств накопления энергии и жесткий кожух, окружающий устройства накопления, при этом каждое устройство содержит по меньшей мере одну боковую стенку и закрыто на каждом конце боковой стенки торцевой поверхностью, при этом способ содержит следующие этапы, на которых:

- устройства накопления электрически соединяют попарно при помощи проводящих перемычек, расположенных соответственно по меньшей мере на одной торцевой поверхности каждого устройства, таким образом, чтобы перемычка соединяла первую торцевую поверхность по меньшей мере одного заданного устройства с первым смежным устройством, а вторая перемычка соединяла вторую поверхность заданного устройства со вторым смежным устройством,

- по меньшей мере один электроизоляционный элемент, выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно и бортик, проходящий по существу перпендикулярно к дну и окружающий это дно, устанавливают на торцевые поверхности двух смежных устройств, соединенных перемычкой, таким образом, чтобы дно располагалось параллельно торцевым поверхностям, а бортик проходил вдоль боковых стенок двух устройств, перекрывая их на по меньшей мере части их высоты.

Предпочтительно по меньшей мере одно устройство соединяют на одной из его торцевых поверхностей с выходной клеммой модуля при помощи выходного соединителя и устанавливают дополнительный электроизоляционный элемент, выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно и бортик, проходящий по существу перпендикулярно к дну и окружающий это дно, на торцевой поверхности устройства, соединенной с выходной клеммой, таким образом, чтобы дно располагалось параллельно торцевой поверхности, а бортик проходил вдоль боковой стенки устройства, перекрывая ее на по меньшей мере части ее высоты.

Предпочтительно между по меньшей мере одной перемычкой или выходным соединителем и соответствующим электроизоляционным элементом устанавливают изоляционную пластину.

Далее следует описание не ограничительного примера модуля согласно варианту выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 показан модуля согласно этому варианту выполнения, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг. 2 - вид в перспективе выходного соединителя модуля согласно этому варианту выполнения.

Как показано на фиг. 1, модуль 10 содержит кожух 12, в котором находятся устройства 100 накопления электрической энергии. Этот кожух содержит две стенки, верхнюю 14 и нижнюю 16, а также боковую стенку 18, выполненную из нескольких соединенных между собой частей. Стенки выполнены, в частности, из металлического материала, такого как алюминий.

Каждое устройство 100 содержит контейнер 102, в котором находятся элемент накопления электрической энергии и электролит, которым обычно пропитан элемент накопления энергии.

Элемент представляет собой, например, катушку, состоящую из комплексов и из сепаратора, намотанных вместе в виде спирали и образующих катушку. В рамках настоящего изобретения под термином «комплекс» следует понимать набор, содержащий по меньшей мере два слоя, в частности два слоя электродов, образующих положительный и отрицательный электроды комплекса.

Контейнер содержит корпус 104 или трубчатый элемент цилиндрической формы, содержащий боковую стенку. Ось трубчатого элемента 104 соответствует продольной оси устройства. Трубчатый элемент открыт на своих двух концах. В альтернативном варианте он может также содержать дно на одном из своих концов и может быть открытым на своем другом конце для обеспечения установки элемента накопления в кожух. В этом случае предпочтительно наружная поверхность дна является по существу плоской, чтобы на ней можно было закрепить сваркой перемычку в любой точке ее поверхности. Он может также иметь другую форму, отличную от цилиндрической, в частности форму параллелепипеда. Вместе с тем, предпочтительно он является симметричным относительно продольной оси устройства.

Каждый открытый конец корпуса, в данном случае два конца корпуса, закрыт крышкой 106. Каждая крышка 106 содержит закрывающую стенку, чтобы закрыть открытый конец корпуса 104. Эта закрывающая стенка содержит две поверхности:

- внутреннюю поверхность, предназначенную для соединения с элементом накопления энергии, и

- наружную поверхность, предназначенную для соединения, в частности, посредством сварки с проводящей перемычкой 110, роль и конфигурация которой будут описаны ниже.

Предпочтительно наружная поверхность крышки является по существу плоской. В частности, эта наружная поверхность предпочтительно не имеет выступа в своем центре и бортика на своей периферии. Это позволяет увеличить пространство сварки перемычки на крышке, при этом положение перемычки может довольно значительно меняться относительно положения устройства, на котором ее крепят сваркой, что будет более подробно описано ниже. Тем не менее, изобретение можно реализовать с устройством, содержащим выступ на своей наружной стороне, находящейся по меньшей мере на одном из его концов. Наружная поверхность крышки образует торцевую поверхность устройства.

Закрывающая стенка каждой из крышек образует клемму устройства, соответственно положительную или отрицательную, электрически соединенную соответственно с электродами устройства с таким же знаком, соответственно положительными или отрицательными. Для обеспечения нормальной работы устройства крышки, естественно, изолированы друг от друга, в частности, при помощи прокладок, расположенных между крышкой 106 и трубчатым элементом 104.

Каждая крышка может содержать юбку 108 на периферии закрывающей стенки, причем эта юбка должна частично перекрывать боковую стенку кожуха, окружая ее на части ее высоты.

Предпочтительно контейнер 102, в частности его корпус 104, может содержать сильфон, находящийся, в частности, на уровне боковой стенки. Этот сильфон, не показанный на фигурах, позволяет изменять высоту устройства, чтобы компенсировать возможные колебания высоты разных устройств, связанные, в частности, с допусками при изготовлении различных деталей или с монтажными зазорами, возникающими в результате их сборки.

Следует отметить, что устройства расположены рядом друг с другом в модуле таким образом, что их продольные оси выстроены в ряд, а их торцевые поверхности расположены по существу параллельно верхней и нижней стенкам 14, 16 кожуха модуля.

Как было указано выше, устройства модуля попарно соединены на уровне своих верхних и нижних концов с использованием перемычек 110. Благодаря этим перемычкам устройства электрически соединены последовательно, то есть отрицательная клемма одного устройства соединена с положительной клеммой смежного устройства, а его положительная клемма соединена с отрицательной клеммой другого смежного устройства.

В частности, за исключением двух крайних устройств, обозначенных 100А, 100В на фиг. 1, каждое устройство содержит первую торцевую поверхность, соединенную первой проводящей перемычкой 110 с торцевой поверхностью первого смежного устройства, и вторую торцевую поверхность, соединенную второй проводящей перемычкой 110 с торцевой поверхностью второго смежного устройства. Что касается двух крайних устройств 100А, 100В, то они соединены на первой торцевой поверхности перемычкой 110 с торцевой поверхностью смежного устройства. Однако на своей противоположной торцевой поверхности они соединены с выходной клеммой 118 при помощи выходного соединителя 112, имеющего специальную форму и показанного на фиг. 2. На модуле, показанном на фиг. 1, соединитель, такой как соединитель 112, установлен на торцевых поверхностях, находящихся на нижнем конце крайних устройств 100А, 100В.

Каждая перемычка 110 представляет собой, например, по существу плоскую пластинку, расположенную в продольном направлении. В частности, она содержит первый участок, накладываемый на первое устройство, и второй участок, накладываемый на второе устройство, при этом между двумя участками выполнено поперечное сужение. Перемычку 110 можно закрепить сваркой на торцевой поверхности крышки при помощи любых средств, в частности посредством известных способов лазерной сварки или при помощи сварки трением FSW.

Она может также состоять, например, из участков разной жесткости, хотя это и не является существенным признаком изобретения. В частности, каждая перемычка может содержать:

- два жестких участка, каждый из которых должен входить в контакт с соответствующей крышкой двух смежных устройств накопления,

- один деформирующийся участок между двумя жесткими участками.

Наличие деформирующегося участка на перемычке облегчает ее деформацию сгибанием без разрыва с целью ее соединения с устройством, в частности, чтобы обеспечить опору перемычки на устройства, даже если они имеют разную высоту. Это позволяет гарантировать качество соединения. Это представляет особый интерес в случае, когда соединение перемычки с устройством осуществляют при помощи сварки, в частности лазерной сварки, так как для эффективной сварки при помощи этой технологии необходимо обеспечивать тесный контакт.

Разную жесткость различных участков перемычки можно получить путем изменения толщины пластинки в продольном направлении. В частности, деформирующийся участок может быть утоненным участком толщиной, меньшей толщины жестких участков. Его можно также выполнить посредством сгибания или сдвига в центральной части перемычки. Перемычка может состоять из множества листов, наложенных друг на друга и соединенных между собой, в частности, при помощи сварки на каждом из своих концов, или из множества проводов, переплетенных между собой и образующих перемычку, что придает перемычке также хорошую гибкость в местах, где она не соединена с устройствами.

Что касается выходного соединителя 112, он имеет L-образную форму и содержит первую стенку 114, которую располагают и крепят сваркой на торцевой поверхности устройства, и по существу перпендикулярную вторую стенку 116, направленную к другой торцевой поверхности устройства и содержащую на стороне, которая должна быть обращена наружу, когда соединитель устанавливают на устройстве, по существу цилиндрическую выходную клемму 118, выступающую из второй стенки соединителя 112. Выходная клемма предназначена для установки в отверстие 20 боковой стенки кожуха модуля.

Как показано также на фиг. 2, выходной соединитель 112 или перемычка 110 может содержать зоны 119 утонения на участке, который располагают на устройстве, для облегчения крепления сваркой соединителя или перемычки на устройстве, при этом сварку осуществляют на уровне этих зон утонения перемычки.

Модуль содержит также множество электроизоляционных элементов 120, при этом один элемент связан с одной проводящей перемычкой 110. Для этого каждый изоляционный элемент 120 содержит дно 122 и бортик 124, окружающий дно, и надет на торцевые поверхности соединяемых перемычкой устройств. В действительности, его накладывают на перемычку 110, которая соединяет устройства. Таким образом, дно 122 проходит параллельно торцевым поверхностям устройств и соответствующей перемычке, тогда как бортик 124 выполнен таким образом, что окружает боковые стенки двух устройств на части их высоты, и, в частности, рассчитан таким образом, чтобы перекрывать юбку 108 крышки каждого из устройств. Изоляционный элемент 120 имеет форму, соответствующую форме двух устройств, соединяемых перемычкой 110, поэтому бортик 124 проходит вдоль юбки 108 крышек указанных устройств. Как показано на фиг. 1, изоляционные элементы связаны с каждой перемычкой модуля и расположены на верхнем и нижнем концах устройств, однако такие элементы могут быть связаны только с некоторыми перемычками (например, с одной из двух), что все равно позволяет изолировать друг от друга устройства.

Модуль содержит также два дополнительных электроизоляционных элемента 130, соответственно связанных с каждым выходным соединителем 112. Эти элементы тоже содержат бортик 134 и дно 132 и наложены на первую стенку выходного соединителя 112 и на соответствующую торцевую поверхность устройства 100А, 100В. Он образует также лоток, ограничивающий полость, в которую установлено устройство. Элементы 130 выполнены таким образом, чтобы бортик окружал только одно устройство 100А, 100В, а не два прилегающих друг к другу устройства. Бортик выполнен таким образом, что проходит вдоль боковой стенки устройств и проходит вдоль наружной стороны второй стенки выходного соединителя 112, для чего содержит немного выступающий участок 136, как показано на фиг. 1. Бортик 134 этого выходного соединителя 112 имеет такую высоту, чтобы перекрывать юбку 108 крышки каждого из устройств 100А, 100В, но не выходную клемму 118, чтобы не мешать ее установке в отверстие 20 кожуха 12.

Каждый из изоляционных элементов 120, 130 выполнен из пластического материала, в частности из термопластического материала, такого как полипропилен. В частности, он может быть выполнен в виде достаточно тонкой полипропиленовой пленки толщиной примерно 250 мкм путем горячей штамповки.

Как показано также на фиг. 1, между каждой перемычкой 110 или выходным соединителем 112 и соответствующим электроизоляционным элементом 120, 130 нижней части модуля установлена изоляционная пластина 140, 142. Эта изоляционная пластина выполнена из теплопроводящего и электроизоляционного материала, такого как ЭПДМ. В варианте выполнения ее устанавливают только на уровне нижнего конца модуля, который образует сторону удаления тепла из модуля, однако такую изоляционную пластину можно также установить между перемычками или выходными соединителями и соответствующим элементами в верхней части модуля.

Каждая из этих пластин 140, 142 выполнена таким образом, чтобы следовать форме дна элемента 120 или 130, а также форме перемычки или соответствующего соединителя. Она позволяет улучшить электрическую изоляцию и одновременно направлять тепло, выделяемое устройствами, наружу модуля. Ее термическое действие является более эффективным внутри электроизоляционного элемента, чем снаружи, так как она лучше проводит тепло, чем материал, используемый для изготовления электроизоляционного элемента. Кроме того, ее установка внутри элемента позволяет сэкономить материал этой пластины (по сравнению с установкой пластины снаружи). Присутствие этой пластины 140, 142 позволяет также избегать микроразрядов между устройствами и электроизоляционными элементами.

Чтобы дополнить изоляцию между устройствами 100 и кожухом 12, модуль содержит также изоляционную полосу 22 из губчатого материала, намотанную вокруг устройств и проходящую вдоль боковых стенок 18 кожуха, чтобы электрически изолировать устройства от боковых стенок 18 кожуха. Изолирующий губчатый материал можно также приклеить на верхней стенке 14 кожуха на уровне внутренней стороны указанной стенки, хотя это и не обязательно.

На внутренней стороне указанных боковых стенок 18 может быть установлена также по меньшей мере одна электронная плата 24. Указанная плата электрически соединена с устройствами при помощи непоказанных на фигурах проводов и позволяет, в частности, производить балансировку устройств, чтобы они разряжались максимально равномерно.

Модуль содержит также усиления 26, образованные по существу вертикальными стержнями, расположенными между устройствами 100, при этом указанные стержни 26 соединяют верхнюю 14 и нижнюю 16 стенки, чтобы повысить механическую прочность модуля.

Далее следует описание способа изготовления модуля, показанного на фиг. 1. Сначала формируют пары устройств 100 и посредством сварки эти устройства соединяют попарно при помощи проводящих перемычек. Точно так же, посредством сварки на двух изолированных устройствах 100А, 100В крепят выходные соединители 112.

Затем в изоляционные элементы 120, 130 укладывают изоляционные пластины 140 таким образом, чтобы пластина 140 находилась в полости и была окружена бортиками 124, 134 элемента, в котором ее устанавливают. Предварительно пластину обрезают, чтобы она имела форму, идентичную форме дна элемента 120, 130.

После этого элемент 120, оснащенный пластиной 140, располагают на парах устройств, соединенных перемычкой 110, укладывая его на перемычку 110 и частично перекрывая бортиками 124 боковые стенки устройств, при этом элемент 130, тоже оснащенный пластиной 142, устанавливают на изолированные устройства, оснащенные выходным соединителем 112, укладывая его сверху на выходной соединитель и частично перекрывая бортиками 134 боковую стенку устройства.

Затем устройства с изоляционными элементами переворачивают и располагают их рядом друг с другом на стенке 16 кожуха, образующей нижнюю стенку, при этом устройства 100А, 100В занимают специальные места таким образом, чтобы выходная клемма устройства находилась напротив отверстия 20 боковой стенки 18. В альтернативном варианте устройства располагают рядом друг с другом и стенку 16 укладывают на эти устройства, и переворачивают уже сборку из этих различных элементов.

После этого посредством сварки на верхних поверхностях прилегающих устройств крепят перемычки 110 таким образом, чтобы соединить каждое из устройств, уже соединенное со смежным устройством при помощи перемычки на уровне своей нижней торцевой поверхности, с другим смежным устройством при помощи перемычки, находящейся на уровне его верхней торцевой поверхности, что позволяет соединить электрически все устройства последовательно между выходными клеммами 118 модуля. На уровне верхней поверхности устройств располагают также электроизоляционные элементы 120 таким образом, чтобы один элемент 120 был связан с каждой перемычкой 110. Перед креплением сваркой перемычек можно также осуществить этап предварительного позиционирования выходных клемм относительно боковой стенки 18 и отверстий 20.

Затем устройства окружают полосой 22 губчатого материала и в модуль устанавливают усиления 26. Наконец, позиционируют боковые стенки 18, на которых предварительно были установлены различные элементы (электронная плата 24, уплотнительная прокладка для отверстия 20 установки выходных клемм). Наконец, соединяют стенки 14, 16, 18 модуля и крепят средства 26 усиления, например, завинчивая их в верхнюю и нижнюю стенки кожуха.

Модуль в соответствии с этим вариантом выполнения изобретения позволяет уменьшить стоимость изготовления модуля и одновременно обеспечить модулю хорошую электрическую изоляцию между самими устройствами и между устройствами и кожухом модуля.

Заявленный модуль может включать в себя многочисленные версии относительно того, что было описано выше со ссылками на фигуры, причем эти версии все же не выходят за рамки формулы изобретения. Например, форма устройства, соединителя и перемычки не ограничена описанной выше формой. Кроме того, изоляционный элемент не обязательно должен быть связан с каждой из перемычек и с каждым из соединителей. Следует также отметить, что изоляционная пластина не обязательно должна сочетаться с изоляционным элементом в зависимости от материала, выбранного для этого элемента. Ее можно также расположить между изоляционными элементами и кожухом модуля. Стенки кожуха можно также выполнить иначе, например, несколько стенок можно выполнить в виде единой детали. Средства усиления являются также факультативными, как и полоса пеноматериала и электронная плата. Эти элементы можно также выполнить иначе, чем показано на фиг. 1.

Изобретение относится к модулю (10) накопления энергии, содержащему множество расположенных рядом друг с другом устройств (100) накопления энергии и жесткий кожух (12), окружающий устройства накопления энергии, при этом каждое устройство содержит по меньшей мере одну боковую стенку, закрытую на каждом конце торцевой поверхностью, причем устройства накопления попарно электрически соединены проводящими перемычками (110), расположенными по меньшей мере на одной торцевой поверхности каждого устройства, при этом перемычки расположены таким образом, чтобы одна перемычка соединяла первую торцевую поверхность по меньшей мере одного указанного устройства с торцевой поверхностью первого смежного устройства, а вторая перемычка соединяла вторую поверхность указанного устройства с торцевой поверхностью второго смежного устройства, при этом модуль содержит также по меньшей мере один электроизоляционный элемент (120), выполненный из электроизоляционного материала, содержащий дно (122) и бортик (124), проходящий по существу перпендикулярно ко дну и окружающий это дно, при этом каждый электроизоляционный элемент (120) связан с перемычкой (110) и надет на соединенные перемычкой торцевые поверхности двух смежных устройств таким образом, что дно расположено параллельно торцевым поверхностям, а бортик проходит вдоль боковых стенок двух устройств, перекрывая по меньшей мере части их высоты. Повышение эффективности электрической изоляции модуля и его безопасности является техническим результатом изобретения. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Модуль (10) накопления энергии, содержащий множество расположенных рядом друг с другом устройств (100) накопления энергии и жесткий кожух (12), окружающий устройства накопления энергии, при этом каждое устройство содержит по меньшей мере одну боковую стенку, закрытую на каждом конце торцевой поверхностью, причем устройства накопления попарно электрически соединены проводящими перемычками (110), расположенными по меньшей мере на одной торцевой поверхности каждого устройства, при этом перемычки расположены таким образом, что одна перемычка соединяет первую торцевую поверхность по меньшей мере одного заданного устройства с торцевой поверхностью первого смежного устройства, а вторая перемычка соединяет вторую поверхность заданного устройства с торцевой поверхностью второго смежного устройства, отличающийся тем, что он содержит также по меньшей мере один электроизоляционный элемент (120), выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно (122) и бортик (124), проходящий по существу перпендикулярно к дну и окружающий это дно, при этом каждый электроизоляционный элемент (120) связан с одной перемычкой (110) и надет на соединенные перемычкой торцевые поверхности двух смежных устройств таким образом, что дно расположено параллельно торцевым поверхностям, а бортик проходит вдоль боковых стенок двух устройств, перекрывая их на по меньшей мере части их высоты.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одно устройство (100А, 100В), соединенное на одной из своих торцевых поверхностей с выходной клеммой (118) модуля через выходной соединитель (112), при этом модуль дополнительно содержит по меньшей мере один дополнительный электроизоляционный элемент (130), связанный с выходным соединителем (112), выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно (132) и бортик (134), проходящий по существу перпендикулярно к дну и окружающий это дно, при этом электроизоляционный элемент надет на торцевую поверхность устройства, соединенную с выходной клеммой, таким образом, что дно расположено параллельно указанной торцевой поверхности, а бортик проходит вдоль боковой стенки устройства, перекрывая ее на по меньшей мере части ее высоты.

3. Модуль по п. 2, отличающийся тем, что выходной соединитель (112) имеет L-образную форму, при этом первая стенка (114) соединителя проходит вдоль торцевой поверхности устройства, а на второй, перпендикулярной, стенке (116) расположена выходная клемма (118), при этом дополнительный электроизоляционный элемент (130) выполнен таким образом, что окружает устройство и выходной соединитель, при этом его бортик (134) проходит вдоль боковой стенки устройства и вдоль второй стенки соединителя.

4. Модуль по п. 3, отличающийся тем, что бортик (134) дополнительного электроизоляционного элемента выполнен таким образом, что не перекрывает выходную клемму (118).

5. Модуль по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он содержит общее число изоляционных элементов (120, 130), превышающее половину числа устройств (100) накопления модуля, в частности равное числу устройств модуля, увеличенному на 1.

6. Модуль по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что изоляционный элемент или по меньшей мере один из изоляционных элементов (120, 130) выполнен из пластического материала, в частности из термопластического материала, такого как полипропилен.

7. Модуль по п. 5, отличающийся тем, что изоляционный элемент или по меньшей мере один из изоляционных элементов (120, 130) выполнен из пластического материала, в частности из термопластического материала, такого как полипропилен.

8. Модуль по любому из пп. 1-4, 7, отличающийся тем, что между перемычкой (110) или выходным соединителем (112) и соответствующим электроизоляционным элементом (120, 130) расположена пластина (140, 142), выполненная из теплоизоляционного материала, в частности из ЭПДМ.

9. Модуль по п. 5, отличающийся тем, что между перемычкой (110) или выходным соединителем (112) и соответствующим электроизоляционным элементом (120, 130) расположена пластина (140, 142), выполненная из теплоизоляционного материала, в частности из ЭПДМ.

10. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что между перемычкой (110) или выходным соединителем (112) и соответствующим электроизоляционным элементом (120, 130) расположена пластина (140, 142), выполненная из теплоизоляционного материала, в частности из ЭПДМ.

11. Модуль по любому из пп. 1-4, 7, 9, 10, отличающийся тем, что по меньшей мере одно устройство содержит трубчатый элемент (104), содержащий боковую стенку или боковые стенки и открытый на по меньшей мере одном из своих концов, и крышку (106), образующую торцевую поверхность устройства и закрывающую конец или один конец трубчатого элемента.

12. Модуль по п. 5, отличающийся тем, что по меньшей мере одно устройство содержит трубчатый элемент (104), содержащий боковую стенку или боковые стенки и открытый на по меньшей мере одном из своих концов, и крышку (106), образующую торцевую поверхность устройства и закрывающую конец или один конец трубчатого элемента.

13. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере одно устройство содержит трубчатый элемент (104), содержащий боковую стенку или боковые стенки и открытый на по меньшей мере одном из своих концов, и крышку (106), образующую торцевую поверхность устройства и закрывающую конец или один конец трубчатого элемента.

14. Модуль по п. 8, отличающийся тем, что по меньшей мере одно устройство содержит трубчатый элемент (104), содержащий боковую стенку или боковые стенки и открытый на по меньшей мере одном из своих концов, и крышку (106), образующую торцевую поверхность устройства и закрывающую конец или один конец трубчатого элемента.

15. Модуль по п. 11, отличающийся тем, что крышка (106) содержит стенку, образующую торцевую поверхность, и юбку (108), окружающую указанную стенку и окружающую боковую стенку или боковые стенки трубчатого элемента, при этом бортик (124, 134) электроизоляционного элемента имеет высоту, превышающую или равную высоте юбки крышки устройства.

16. Модуль по любому из пп. 12-14, отличающийся тем, что крышка (106) содержит стенку, образующую торцевую поверхность, и юбку (108), окружающую указанную стенку и окружающую боковую стенку или боковые стенки трубчатого элемента, при этом бортик (124, 134) электроизоляционного элемента имеет высоту, превышающую или равную высоте юбки крышки устройства.

17. Способ изготовления модуля (10) накопления энергии, содержащего множество расположенных рядом друг с другом устройств (100) накопления энергии и жесткий кожух (12), окружающий устройства накопления, при этом каждое устройство содержит по меньшей мере одну боковую стенку и закрыто на каждом конце боковой стенки торцевой поверхностью, при этом способ содержит следующие этапы, на которых:

- устройства (100) накопления электрически соединяют попарно при помощи проводящих перемычек (110), расположенных соответственно по меньшей мере на одной торцевой поверхности каждого устройства, таким образом, чтобы перемычка соединяла первую торцевую поверхность по меньшей мере одного заданного устройства с первым смежным устройством, а вторая перемычка соединяла вторую поверхность заданного устройства со вторым смежным устройством,

- по меньшей мере один электроизоляционный элемент (120), выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно (122) и бортик (124), проходящий по существу перпендикулярно к дну и окружающий это дно, устанавливают на торцевые поверхности двух смежных устройств, соединенных перемычкой, таким образом, чтобы дно располагалось параллельно торцевым поверхностям, а бортик проходил вдоль боковых стенок двух устройств, перекрывая их на по меньшей мере части их высоты.

18. Способ по п. 17, в котором по меньшей мере одно устройство (100А, 100В) соединяют на одной из его торцевых поверхностей с выходной клеммой (118) модуля при помощи выходного соединителя (112) и устанавливают дополнительный электроизоляционный элемент (130), выполненный из электроизоляционного материала и содержащий дно (132) и бортик (134), проходящий по существу перпендикулярно к дну и окружающий это дно, на торцевой поверхности устройства, соединенной с выходной клеммой, таким образом, чтобы дно располагалось параллельно торцевой поверхности, а бортик проходил вдоль боковой стенки устройства, перекрывая ее на по меньшей мере части ее высоты.

19. Способ по п. 18, в котором между по меньшей мере одной перемычкой (110) или выходным соединителем (112) и соответствующим электроизоляционным элементом (120, 130) устанавливают изоляционную пластину (140, 142).