Разделяемый соединительный элемент для модульной аккумуляторной батареи и способ улучшения рабочих характеристик модульной батареи путем выравнивания напряжений

Разделяемый соединительный элемент для модульной аккумуляторной батареи и способ улучшения рабочих характеристик модульной батареи путем выравнивания напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к соединительному элементу, используемому для электрического соединения электродных выводов единичных элементов в модульной аккумуляторной батарее или блоке батарей с высокой выходной мощностью и большой емкостью, и способу улучшения рабочих характеристик модульной батареи путем выравнивания напряжений.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к соединительному элементу раздельного типа, который электрически соединяет электродные выводы единичных элементов, содержащему две или более отдельные соединительные детали, которые соединяют с соответствующими электродными выводами во время сборки модульной аккумуляторной батареи и которые электрически соединяют друг с другом с помощью дополнительных проводящих элементов для завершения модульной батареи, и к способу улучшения рабочих характеристик модульной батареи, которая пригодна к соединению единичных элементов параллельно друг с другом для выравнивания напряжения этих единичных элементов в то время, когда эту модульную батарею изготавливают, используя указанный соединительный элемент, в частности до того, как единичные элементы соединяют последовательно друг с другом, или в то время, когда эту модульную батарею используют, тем самым минимизируя разность напряжений между единичными элементами.

Уровень техники

В последнее время аккумуляторную батарею, которая может быть заряжена и разряжена, широко используют в качестве источника энергии для беспроводных мобильных устройств. Кроме того, аккумуляторная батарея привлекает к себе серьезное внимание как источник питания для электромобилей и гибридных электромобилей, которые были разработаны для разрешения таких проблем, как загрязнение воздуха, вызванное существующими автомобилями с бензиновыми и дизельными двигателями, в которых используется ископаемое топливо. Как результат, вследствие преимуществ аккумуляторных батарей области применения аккумуляторных батарей все время расширяются, и при этом ожидается, что в дальнейшем аккумуляторные батареи будут применяться в большем количестве областей и изделий, чем в настоящее время.

Аккумуляторные батареи имеют различные конструкции, зависящие от выходных мощностей и емкостей, необходимых для тех областей применения и изделий, в которых эти аккумуляторные батареи применяют. Например, в малогабаритных мобильных устройствах, таких как мобильные телефоны, персональные цифровые ассистенты (PDA), цифровые камеры и портативные компьютеры, для каждого устройства используется один или несколько малогабаритных легких элементов в соответствии со снижением размера и массы соответствующих изделий. С другой стороны, в средне- или крупногабаритных устройствах, таких как электровелосипеды, электромотоциклы, электромобили и гибридные электромобили, используется средне- или крупногабаритная модульная батарея (или средне- или крупногабаритный блок батарей), имеющий множество электрически соединенных друг с другом элементов, поскольку для средне- или крупногабаритных устройств необходимы высокая выходная мощность и большая емкость. Размер и масса модульной батареи непосредственно связаны с имеющимся пространством и выходной мощностью соответствующего средне- или крупногабаритного устройства. По этой причине изготовители стараются производить малогабаритные легкие модульные батареи.

Обычно средне- или крупногабаритную модульную аккумуляторную батарею изготавливают путем установки множества единичных элементов в кожух (корпус), имеющий заданный размер, и электрического соединения этих единичных элементов. В качестве единичных элементов обычно используют прямоугольные вторичные элементы (аккумуляторы) или пакетные вторичные элементы (аккумуляторы), которые могут быть уложены стопкой с высокой степенью интеграции. Предпочтительно в качестве единичного элемента используют пакетный элемент, поскольку пакетный элемент является легким и недорогим.

Модульную аккумуляторную батарею изготавливают путем электрического соединения множества единичных элементов друг с другом. В частности, для обеспечения высокой выходной мощности все или некоторые единичные элементы соединяют последовательно друг с другом. В результате этого инженер может подвергнуться воздействию высокого напряжения во время изготовления модульной батареи, и поэтому при изготовлении модульной батареи большое внимание должно уделяться безопасности. Короткие замыкания электрической цепи во время сборки модульной батареи могут нанести травму инженеру и вызвать снижение рабочих характеристик единичных элементов. Поэтому необходима более аккуратная сборка модульной батареи для исключения упомянутой выше проблемы короткого замыкания, которая сильно снижает производительность модульных батарей.

Кроме того, необходимо прерывать работу модульной батареи при ненормальном режиме, например при возникновении перегрузки по току или перегреве, тем самым обеспечивая безопасность модульной батареи. В дополнение к этому является предпочтительным, чтобы такое прерывание работы модульной батареи осуществлялось с помощью элементов модульного типа, которые обеспечивают возможность проверки и замены единичных элементов, являющихся причиной ненормальной работы модульной батареи, поскольку такая конструкция будет экономически эффективной.

Между тем, когда единичные элементы представляют собой элементы, имеющие одинаковую емкость и напряжение, средне- или крупногабаритная модульная аккумуляторная батарея работает в оптимальном режиме. Однако хотя единичные элементы имеют одинаковую емкость и напряжение, между единичными элементами имеется разность напряжений, обусловленная ограничениями при изготовлении единичных элементов, которые вызываются различными факторами. Кроме того, разность напряжений между единичными элементами может возникать вследствие действия нескольких факторов во время использования модульной батареи, а также во время изготовления модульной батареи.

Следовательно, существует большая необходимость в минимизации разности напряжений между единичными элементами и, таким образом, в поддержании оптимального режима работы модульной батареи.

Сущность изобретения

Соответственно, задача настоящего изобретения заключается в по существу устранении упомянутых выше проблем традиционного уровня техники, а также технических проблем, пришедших из прошлого.

Первая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить соединительный элемент, используемый для электрического соединения электродных выводов единичных элементов, который способен сильно уменьшить опасность получения электрического удара инженером из-за коротких замыканий и вероятность повреждения единичных элементов во время сборки модульной аккумуляторной батареи.

Вторая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить соединительный элемент, который позволяет защитным элементам прерывать работу единичных элементов, которые могут быть причиной ненормальной работы модульной батареи, такой как перегрузка по току и перегрев, при этом защитные элементы предусмотрены для каждого единичного элемента с целью простоты проверки и замены.

Третья задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ изготовления средне- или крупногабаритной модульной батареи с использованием такого соединительного элемента.

Четвертая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ улучшения рабочих характеристик модульной батареи во время сборки или использования модульной батареи для оптимальной работы этой модульной батареи.

Пятая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство, которое способно осуществлять способ улучшения рабочих характеристик модульной батареи.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения указанные выше и другие задачи могут быть решены путем создания соединительного элемента, используемого для электрического соединения друг с другом электродных выводов единичных элементов, составляющих модульную аккумуляторную батарею, причем этот соединительный элемент содержит: первую контактную соединительную деталь, соединяемую с электродным выводом одного единичного элемента (а); и вторую контактную соединительную деталь, соединяемую с электродным выводом другого единичного элемента (b), при этом первая контактная соединительная деталь и вторая контактная соединительная деталь отделены друг от друга в то же время, как первая контактная соединительная деталь и вторая контактная соединительная деталь соединены с соответствующими электродными выводами, а электрическое соединение между единичным элементом (а) и единичным элементом (b) достигнуто путем прикрепления проводящего элемента к первой контактной соединительной детали и второй контактной соединительной детали.

Согласно настоящему изобретению во время изготовления модульной аккумуляторной батареи единичные элементы располагают заданным образом, например единичные элементы укладывают стопкой, контактные соединительные детали соединительного элемента соединяют с соответствующими единичными элементами, а затем собирают и присоединяют другие компоненты модульной батареи. Впоследствии единичные элементы электрически соединяют друг с другом с помощью проводящих элементов на более позднем или конечном этапе процесса изготовления модульной батареи. Поэтому опасность электрических коротких замыканий единичных элементов во время сборки модульной батареи сильно уменьшается. Кроме того, когда каждый из этих проводящих элементов представляет собой предохранитель, биметаллический элемент или элемент с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ПТКС), электрическое соединение между контактными соединительными деталями осуществляют с помощью указанных выше защитных элементов. Поэтому можно связать защитные элементы с соответствующими единичными элементами и легко проверять и заменять единичные элементы, являющиеся причиной ненормальной работы модульной батареи. В дополнение к этому, как будет описано ниже, контактные соединительные детали соединительного элемента соединяют параллельно друг с другом до электрического соединения единичных элементов с помощью проводящих элементов, чтобы легко осуществлять выравнивание напряжений, в результате которого работа модульной батареи оптимизируется.

Единичные элементы особо не ограничены при условии, что единичные элементы представляют собой вторичные элементы (аккумуляторы), которые могут быть заряжены или разряжены. В качестве единичных элементов предпочтительно используются литиевые вторичные элементы с применением оксида переходного металла-лития или сложного оксида в качестве активного катодного материала. Кроме того, форма единичных элементов особо не ограничена. Предпочтительно, в качестве единичных элементов используются прямоугольные элементы и пакетные элементы, которые могут быть уложены стопкой с высокой плотностью.

Контактные соединительные детали соединительного элемента особо не ограничены, при условии, что контактные соединительные детали могут быть соединены с электродными выводами соответствующих единичных элементов в то время, как эти контактные соединительные детали отделены друг от друга.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения соединительный элемент дополнительно содержит: изолирующий элемент, установленный между электродными выводами соседних единичных элементов для осуществления электрической изоляции между электродными выводами, причем этот изолирующий элемент скреплен с электродными выводами, а первая и вторая контактные соединительные детали соединительного элемента электрически соединены с электродными выводами соответствующих единичных элементов в то время, как первая и вторая контактные соединительные детали соединительного элемента скреплены с изолирующим элементом. При наличии изолирующего элемента гарантируется электрическая изоляция между электродными выводами единичных элементов при укладке единичных элементов стопкой. Поэтому вероятность коротких замыканий сильно уменьшается, а соединительный элемент просто соединяется с электродными выводами.

Изолирующий элемент служит для электрической изоляции электродных выводов соседних единичных элементов друг от друга. Поэтому изолирующий элемент выполнен из электроизоляционного материала. Предпочтительно, изолирующий элемент выполнен из различных пластичных полимеров, хотя изолирующий элемент особо не ограничен, при условии, что этот изолирующий элемент электрически изолирует друг от друга электродные выводы соседних единичных элементов.

Изолирующий элемент может быть скреплен с электродными выводами единичных элементов различным образом. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения электродные выводы единичных элементов снабжены сквозными отверстиями, а изолирующий элемент снабжен крепежными выступами, которые соответствуют этим сквозным отверстиям. Поэтому крепежные выступы изолирующего элемента плотно садятся в сквозные отверстия электродных выводов, и тем самым достигается надежное скрепление между изолирующим элементом и электродными выводами. Предпочтительно, крепежные выступы также снабжены сквозными отверстиями, так чтобы электродные выводы, укладываемые стопкой при размещении изолирующего элемента между этими электродными выводами, были более надежно скреплены друг с другом с помощью крепежных элементов, вставляемых через сквозные отверстия крепежных выступов.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения изолирующий элемент выполнен в форме прямоугольного блока, который согласован с зазором между электродными выводами уложенных стопкой единичных элементов. При укладке стопкой единичных элементов между электродными выводами создается зазор прямоугольной формы. Поэтому прямоугольный блок, согласованный с этим зазором, является более устойчивым.

Более предпочтительно, этот блок содержит две детали-сборочные единицы, сконструированные так, что эти детали-сборочные единицы могут быть скреплены друг с другом или отделены друг от друга, при этом катодный вывод единичного элемента связан с одной из деталей-сборочных единиц, тогда как анодный вывод единичного элемента связан с другой деталью-сборочной единицей. Поэтому настоящее изобретение обладает преимуществом, заключающемся в том, что за счет предусматривания изолирующего элемента сборного типа соединение электродных выводов и прикрепление соединительного элемента осуществляют последовательно.

Соединительный элемент, который служит для электрического соединения электродных выводов единичных элементов друг с другом, выполнен из проводящего материала. Предпочтительно, соединительный элемент выполнен из металла, хотя соединительный элемент особо не ограничен при условии, что этот соединительный элемент электрически соединяет электродные выводы друг с другом.

Когда соединительный элемент скрепляют с изолирующим элементом и электрически соединяют с соответствующими электродными выводами, такое скрепление между соединительным элементом и изолирующим элементом может быть осуществлено различным образом. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения соединительный элемент содержит: первую контактную соединительную деталь, соединяемую с электродным выводом одного единичного элемента (а); и вторую контактную соединительную деталь, соединяемую с электродным выводом другого единичного элемента (b), смежного с единичным элементом (а). Первая контактная соединительная деталь и вторая контактная соединительная деталь соединительного элемента скреплены с изолирующим элементом таким образом, что первая контактная соединительная деталь и вторая контактная соединительная деталь окружают изолирующий элемент, или же первая контактная соединительная деталь и вторая контактная соединительная деталь вставлены в зацепляющие канавки, образованные на изолирующем элементе.

Например, первую контактную соединительную деталь и вторую контактную соединительную деталь скрепляют с изолирующим элементом таким образом, что первая и вторая контактные соединительные детали соединяются с соответствующими электродными выводами, и первую контактную соединительную деталь и вторую контактную соединительную деталь соединяют друг с другом с помощью проводящего элемента для осуществления электрического соединения между первой контактной соединительной деталью и второй контактной соединительной деталью после того, как первая и вторая контактные соединительные детали скреплены с изолирующим элементом. Предпочтительно, проводящий элемент представлял собой защитный элемент, такой как предохранитель, биметаллический элемент или элемент с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ПТКС).

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ изготовления модульной аккумуляторной батареи с использованием описанных выше соединительных элементов. В частности, способ изготовления модульной аккумуляторной батареи согласно настоящему изобретению содержит этапы, на которых: (А) устанавливают единичные элементы, которые могут быть заряжены или разряжены, в модульный кожух; (В) соединяют контактные соединительные детали соединительных элементов по пункту 1 формулы изобретения с электродными выводами единичных элементов; (С) собирают и присоединяют другие компоненты модульной батареи; и (D) скрепляют проводящие элементы с контактными соединительными деталями для осуществления электрического соединения между электродными выводами.

На этапе (А) модульный кожух может иметь различные конструкции. Как будет описано ниже, модульный кожух может включать в себя верхний кожух и нижний кожух, которые могут быть отделены друг от друга и между которыми единичные элементы укладывают стопкой друг на друга. Электродные выводы могут иметь различные ориентации. Предпочтительно, единичные элементы укладывают стопкой так, чтобы электродные выводы единичных элементов располагались в одной и той же ориентации.

Когда на этапе (В) контактные соединительные детали соединительных элементов соединяют с электродными выводами, может быть установлен изолирующий элемент, как описано выше, а затем контактные соединительные детали соединительных элементов скрепляют с этим изолирующим элементом.

Этап (С), то есть этап сборки и присоединения других компонентов модульной батареи, включает в себя изготовление модульной батареи путем использования всех или некоторых из остальных компонентов модульной батареи, исключая соединительные элементы. Например, этап сборки и присоединения других компонентов модульной батареи может включать в себя установку схемных блоков для управления работой модульной батареи. Соответственно, сборку и присоединение некоторых компонентов можно осуществить после этапа (D).

Предпочтительно, способ изготовления модульной аккумуляторной батареи дополнительно содержит этап, на котором: соединяют контактные соединительные детали соединительных элементов параллельно друг другу между этапом (В) и этапом (С) или между этапом (С) и этапом (D) для выравнивания напряжения единичных элементов.

Проводящие элементы, используемые на этапе (D), могут быть описанными выше защитными элементами. На этапе (D) единичные элементы электрически соединяют друг с другом с помощью проводящих элементов. Таким образом, электрическое соединение между единичными элементами осуществляют на более позднем или конечном этапе процесса изготовления модульной батареи, и поэтому вероятность коротких замыканий во время сборки модульной батареи сильно уменьшается.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложена модульная аккумуляторная батарея, включающая в себя описанные выше соединительные элементы. Примерный вариант реализации такой модульной аккумуляторной батареи будет описан ниже со ссылкой на фиг.1.

Между тем авторы изобретения выполнили различные эксперименты и исследования и обнаружили, что в случае, когда множество единичных элементов соединяют параллельно друг с другом на заданный период времени во время изготовления или использования (применения) модульной батареи, в которой установлены эти единичные элементы, разность напряжений между единичными элементами минимизируется, и поэтому модульная батарея работает оптимальным образом.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ улучшения рабочих характеристик модульной батареи, имеющей множество единичных элементов, содержащий этапы, на которых: соединяют два или более единичных элемента, которые соединяются последовательно друг с другом, параллельно друг другу на заданный период времени во время изготовления или использования модульной батареи для выравнивания напряжения единичных элементов, тем самым минимизируя разность напряжений между единичными элементами.

Этот способ улучшения рабочих характеристик применяют к средне- или крупногабаритной модульной батарее, имеющей два или более единичных элемента, некоторые из которых или все соединяют последовательно друг с другом для обеспечения высокой выходной мощности и большой емкости.

Число составляющих модульную батарею единичных элементов может изменяться в зависимости от желаемой емкости и выходной мощности этой модульной батареи. Единичные элементы могут быть соединены последовательно друг с другом. Альтернативно, единичные элементы могут быть соединены друг с другом последовательно и параллельно.

Согласно настоящему изобретению по меньшей мере два из тех единичных элементов, которые являются соединяемыми последовательно друг с другом, одновременно соединяют параллельно друг другу для выравнивания напряжения единичных элементов. Предпочтительно, выравнивают напряжение всех единичных элементов, которые являются соединяемыми последовательно друг с другом, или же выравнивают напряжение всех единичных элементов, которые являются соединяемыми последовательно и параллельно друг с другом.

Время, необходимое для выполнения параллельного соединения, может изменяться в зависимости от числа, напряжения, емкости и желаемой величины выравнивания напряжений. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения время параллельного соединения задают так, чтобы напряжения соответствующих единичных элементов, которые выравниваются путем выравнивания напряжений, были равны друг другу с точностью до 0,001 В.

Выравнивание напряжений согласно настоящему изобретению может осуществляться произвольным образом во время изготовления или использования модульной батареи. Во время изготовления модульной батареи предпочтительно осуществлять выравнивание напряжений до того, как единичные элементы соединены последовательно друг с другом.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложено устройство параллельного соединения для выполнения описанного выше выравнивания напряжений.

Устройство параллельного соединения согласно настоящему изобретению содержит блок соединения катодных выводов и блок соединения анодных выводов, и каждый из этих блоков соединения имеет множество соединительных элементов, соединяемых с катодными выводами и анодными выводами единичных элементов, причем эти соединительные элементы электрически соединены друг с другом.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения соединительные элементы являются проводящими элементами, имеющими пластинчатую полосковую структуру, причем соединительные элементы расположены в линию в то время, как эти соединительные элементы электрически соединены друг с другом, соединительные элементы прикреплены к изолирующему корпусу блока каждого из блоков соединения, и к изолирующему корпусу блока каждого из блоков соединения прикреплен провод, который служит в качестве еще одного соединительного элемента, и в то же время этот провод электрически соединен с соединительными элементами.

Устройство параллельного соединения является эффективно используемым для выравнивания напряжений модульной батареи, имеющей множество единичных элементов, последовательно уложенных стопкой друг на друга. Электродные выводы уложенных стопкой единичных элементов расположены с равномерными промежутками, и поэтому можно соединить соединительные элементы, имеющие такую же компоновку, как и компоновка электродных выводов, с электродными выводами единичных элементов за одну операцию.

Краткое описание чертежей

Указанные выше и другие задачи, признаки и другие преимущества настоящего изобретения будут более отчетливо понятными из нижеследующего подробного описания в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:

фиг.1 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий модульную аккумуляторную батарею согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, в котором применен соединительный элемент раздельного типа согласно настоящему изобретению;

фиг.2 представляет собой типичный вид, иллюстрирующий укладку единичных элементов стопкой на нижний кожух модульной батареи, показанной на фиг.1;

фиг.3 представляет собой типичный вид, иллюстрирующий изолирующий элемент сборного типа согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, с которым перед сборкой этого изолирующего элемента скрепляют соединительный элемент раздельного типа согласно настоящему изобретению;

фиг.4 представляет собой типичный вид, иллюстрирующий соединительный элемент раздельного типа согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;

фиг.5 представляет собой типичный вид, частично иллюстрирующий соединение электродных выводов с использованием изолирующего элемента сборного типа, показанного на фиг.3, и соединительного элемента раздельного типа, показанного на фиг.4;

фиг.6 представляет собой вид, иллюстрирующий конструкцию для выравнивания напряжения единичных элементов модульной батареи согласно настоящему изобретению;

фиг.7 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий предназначенное для выравнивания напряжений устройство параллельного соединения согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;

фиг.8 представляет собой график, иллюстрирующий результаты исследований по выравниванию напряжений семи единичных элементов согласно настоящему изобретению; и

фиг.9 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий соединение предохранителя с каждым соединительным элементом раздельного типа по фиг.4, который связан с узлом измерительной платы модульной батареи.

Описание основных позиций на чертежах

100: модульная батарея

200: единичные элементы

300: изолирующий элемент

400: соединительный элемент

500: болт

600: двусторонние клейкие ленты

700: предназначенное для выравнивания напряжений устройство параллельного соединения

800: предохранитель

Подробное описание предпочтительных вариантовреализации

Теперь со ссылками на сопроводительные чертежи будут подробно описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения. Однако следует отметить, что объем настоящего изобретения не ограничен проиллюстрированными вариантами реализации.

На фиг.1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий модульную аккумуляторную батарею 100 согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, в которой применен соединительный элемент раздельного типа согласно настоящему изобретению.

Обращаясь к фиг.1, модульная батарея 100 включает в себя верхний кожух 110, нижний кожух 120, множество единичных элементов 200, первый схемный блок 130, второй схемный блок 140 и третий схемный блок 150. Единичные элементы 200 уложены стопкой между верхним кожухом 110 и нижним кожухом 120, которые отделены друг от друга. Первый схемный блок 130 установлен на передней поверхности модульной батареи 100, второй схемный блок 140 установлен на нижней поверхности модульной батареи 100, а третий схемный блок 150 установлен на задней поверхности модульной батареи 100.

Поскольку верхний кожух 110 и нижний кожух 120 отделены друг от друга, число единичных элементов 200, которые могут быть уложены стопкой друг над другом, не ограничено верхним кожухом 110 и нижним кожухом 120. Поэтому путем модификации первого схемного блока 130 и третьего схемного блока 150 в зависимости от числа уложенных стопкой единичных элементов 200 можно легко сконструировать модульную батарею 100 так, чтобы эта модульная батарея 100 имела необходимые электрическую емкость и выходную мощность. Кроме того, единичные элементы 200 открыты, и поэтому при зарядке или разрядке единичных элементов 200 осуществляется эффективное рассеяние теплоты. В зависимости от обстоятельств верхний кожух 110 может быть исключен.

Первый схемный блок 130 установлен на одной боковой поверхности модульной батареи 100 вблизи электродных выводов единичных элементов 200. Первый схемный блок 130 включает в себя соединительный элемент согласно настоящему изобретению, предназначенный для соединения единичных элементов 200 параллельно или последовательно друг с другом, и узел измерительной платы, предназначенный для измерения сигналов напряжения и/или тока соответствующих единичных элементов 200.

Второй схемный блок 140 электрически соединен с первым схемным блоком 130. Второй схемный блок 140 включает в себя узел основной платы, предназначенный для управления модульной батареей 100. Узел основной платы установлен в нижней приемной части нижнего кожуха 120. Посредством узла основной платы может быть измерена температура батареи.

Третий схемный блок 150 электрически соединен со вторым схемным блоком 140. Кроме того, третий схемный блок 150 подключен к внешнему выводу входа/выхода, при этом предотвращая перегрузку по току во время зарядки и разрядки электричества. Третий схемный блок 150 установлен на другой боковой поверхности модульной батареи 100 так, что третий схемный блок 150 находится напротив первого схемного блока 130.

В зависимости от обстоятельств первый схемный блок 130, второй схемный блок 140 и третий схемный блок 150 могут быть частично или полностью выполнены в виде объединенной конструкции. Кроме того, эти схемные блоки 130, 140, 150 могут быть частично или полностью установлены на одном и том же месте модульной батареи, то есть на одной или двух поверхностях модульной батареи. Такие конструкции схемных блоков должны интерпретироваться как находящиеся в рамках объема настоящего изобретения.

На фиг.2 представлен типичный вид, иллюстрирующий укладку единичных элементов стопкой на нижнем кожухе модульной батареи, показанной на фиг.1.

Обращаясь к фиг.2, нижний кожух 120 представляет собой прямоугольную конструкцию, почти соответствующую внешнему виду единичного элемента 200. Нижний кожух 120 включает в себя верхнюю приемную часть 121, внутри которой размещается единичный элемент 200. В зависимости от обстоятельств, нижний кожух 120 может быть простой пластинчатой конструкцией. Предпочтительно нижний кожух 120 выполнен из пластичного полимера, такого как сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), поликарбонат (ПК) или полибутилентерефталат (ПБТ), который обладает высокими прочностью и электрической изоляцией.

Единичный элемент 200, укладываемый стопкой на нижний кожух 120, представляет собой пакетный вторичный элемент, который имеет катодный вывод 220 и анодный вывод 230, выступающие из верхнего конца корпуса 210 элемента. На электродных выводах 220 и 230 соответственно образованы сквозные отверстия 240. В то время, когда единичные элементы 200 и 201 укладывают стопкой, через эти сквозные отверстия 240 и установочные отверстия 122, образованные в нижнем кожухе 120, вставляют дополнительные фиксирующие элементы, например болты 500, а затем на болты 500 навинчивают гайки (не показаны) у нижней поверхности нижнего кожуха 120. В результате единичные элементы 200 и 201 оказываются прижатыми друг к другу.

Между электродными выводами 220 и 230 единичных элементов 200 и электродными выводами 220 и 230 единичных элементов 201 устанавливают изолирующий элемент 300, предназначенный для осуществления электрической изоляции между единичными элементами 200 и 201. На изолирующем элементе 300 образованы выступы 310, которые плотно садятся в сквозные отверстия 240 электродных выводов 220 и 230. В выступах 310 также образованы сквозные отверстия 320, и поэтому между болтами 500, вставленными через сквозные отверстия 320 выступов 310, и электродными выводами 220 и 230 поддерживается электрическая изоляция.

Кроме того, к корпусу 210 единичного элемента 200 прикрепляют двусторонние клейкие ленты 600, в результате чего между уложенными стопкой единичными элементами 200 и 201 гарантируется более надежное скрепление. Более того, уложенные стопкой единичные элементы 200 и 201 разнесены друг от друга на толщину двусторонних клейких лент 600. Зазор между уложенными стопкой единичными элементами 200 и 201 служит для компенсации изменения объема единичных элементов 200 и 201 в то время, когда единичные элементы 200 и 201 заряжаются или разряжаются, и для эффективного рассеяния теплоты, выделяемой из единичных элементов 200 и 201 в то время, когда единичные элементы 200 и 201 заряжаются или разряжаются.

На фиг.3 представлен типичный вид, иллюстрирующий изолирующий элемент сборного типа согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, с которым перед сборкой изолирующего элемента связывают соединительный элемент раздельного типа согласно настоящему изобретению.

Обращаясь к фиг.3, изолирующий элемент 300 содержит: первую деталь-сборочную единицу 330, имеющую образованную на одной ее боковой стороне охватывающую соединительную часть 331; и вторую деталь-сборочную единицу 340, имеющую образованную на одной ее боковой стороне охватываемую соединительную часть 341, так что охватываемая соединительная часть 341 соответствует охватывающей соединительной части 331. Первая деталь-сборочная единица 330 и вторая деталь-сборочная единица 340 связаны друг с другом или отделены друг от друга. Когда первая деталь-сборочная единица 330 и вторая деталь-сборочная единица 340 связаны друг с другом, изолирующий элемент 300 имеет форму прямоугольного блока.

На наружных участках верхних концов соответствующих деталей-сборочных единиц 330 и 340 образованы установочные выступы 350, с помощью которых эти детали-сборочные единицы 330 и 340 связывают с другим изолирующим элементом (не показан), укладываемым на детали-сборочные единицы 330 и 340. На нижних торцевых поверхностях деталей-сборочных единиц 330 и 340 образованы установочные канавки 352, которые соответствуют установочным выступам 350. Кроме того, выступы 310 образованы на средних участках верхних концов соответствующих деталей-сборочных единиц 330 и 340 так, чтобы выступы 310 плотно вставлялись в сквозные отверстия (не показаны) электродных выводов единичного элемента, как показано на фиг.2.

На боковой поверхности второй детали-сборочной единицы 340 образована полость 343, с помощью которой соединительный элемент (не показан) связывают с изолирующим элементом 300, образованным путем скрепления первой детали-сборочной единицы 330 и второй детали-сборочной единицы 340.

На фиг.4 представлен типичный вид, иллюстрирующий соединительный элемент раздельного типа согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения.

Обращаясь к фиг.4, соединительный элемент 400 раздельного типа содержит: первую контактную соединительную деталь 410, которую соединяют с одним из электродных выводов единичного элемента (например, с катодным выводом); и вторую контактную соединительную деталь 420, которую соединяют с другим электродным выводом единичного элемента (например, с анодным выводом). Контактные соединительные детали 410